태양빛은 흰색? 저 별은 보이는 그 자리에 있을까? 우리가 미처 알지못한 '빛의 진실'

태양광(太陽光)은 무슨 색일까

밝은 곳에서 보이는 태양광은 하얗다. 이 때문에 태양광은 '백색광(白色光)'이라고도 불린다. 하지만 실제로 태양광은 빨

강, 파랑, 노랑 등 무수한 색깔의 빛이 모인 형태다. 유리로 만든 삼각 기둥 모양의 '프리즘'에 태양광을 통과시키면 여러

색깔로 무지개 같은 빛의 띠가 나타난다. 아이작 뉴턴이 발견한 현상이다. 물체에서 반사된 수많은 가닥의 빛이 눈으로

들어와 하나의 물체로 인식되는 것은 이를 반대로 생각하면 된다. 요하네스 케플러는 동공을 통해 들어온 수많은 빛의

가닥들이 렌즈 역할을 하는 수정체에 의해 색깔마다 각기 다른 방향으로 꺾인 뒤 망막에 맺혀 사람이 물체를 볼 수 있다

는 것을 밝혀냈다.

자연에 있는 모든 빛 -자연에는 수많은 빛이 있지만, 이 중 사람이 눈으로 볼 수 있는 것은 가시광선 영역뿐이다.

 

 

밤하늘의 별은 보이는 방향에 없다

빛은 대기(大氣)가 희박한 높은 곳일수록 빨리 나아간다. 부딪힐 공기 분자의 밀도가 낮기 때문이다. 지표면에 가까워질

수록 점차 느리게 움직인다. 별에서 빛줄기가 올 때 빛의 윗부분은 좀 더 공기가 희박한 부분에 있으므로 빠르게 움직이

고, 아랫부분은 공기가 좀 더 조밀한 부분에 있기 때문에 느리게 움직인다. 굴절이 일어나는 것이다. 이 때문에 밤하늘의

별에서 오는 빛은 미세하게 휘어져 우리 눈에 도달한다. 우리가 보는 별은 실제로는 그 방향에 존재하지 않는다는 것이

다. 하지만 머리 위에 똑바로 있는 빛은 이런 현상이 없기 때문에 원래 위치에 보인다.

다이아몬드에선 빛의 속도가 40%로 줄어든다

빛의 굴절은 물질에 따라 크기가 달라지며, 굴절률로 나타낸다. '진공 상태와 비교했을 때 빛이 느려지는 정도'를 굴절률

이라고 한다. 굴절률이 높을수록 물질 속에서 빛의 속도는 느려진다. 진공 상태에서 빛은 초당 약 30만㎞를 달리지만,

물에서는 22만5000㎞까지 느려진다. 에탄올은 22만㎞, 수정은 19.4㎞ 수준이다. 특히 다이아몬드에서 빛의 속도는 초

당 약 12만㎞까지 줄어든다.

빛의 색깔은 사람의 눈과 뇌가 만들어낸다

색깔은 정해진 물리적인 양이 아닌, 사람의 시각이 만들어내는 심리적인 양이다. 주황색이나 푸른색으로 밝게 빛나는 전

구를 켠 방에서도 사람이 계속 그곳에 서 있으면, 하얀 종이는 하얗게 보인다. 이는 사람의 시각이 주위 환경에 맞춰 색

 

깔을 보정하기 때문이다. 이를 '색순응'이라고 한다. 선글라스를 써도 잠시 뒤 자연스럽게 행동할 수 있는 것도 이런 색

순응 덕분이다.

동물은 사람과 보는 색이 다르다

사람을 제외한 포유동물은 색을 느끼는 원뿔 세포의 종류가 사람보다 하나 적다. 사람은 빨강, 파랑, 초록의 세 가지 원

뿔세포로 색을 구분하고 조합하지만 포유류는 원뿔세포가 두 가지밖에 없으므로 당연히 구분할 수 있는 색의 가짓수가

적다. 반면 어류, 파충류, 조류는 원뿔 세포가 네 가지다. 조류는 이 덕분에 사람의 눈에 보이지 않는 자외선도 볼 수 있다.

※이 기사는 재단법인 카오스의 '빛' 강연 시리즈 중 서울대 물리천문학부 오세정 교수가 진행한 '빛, 너의 정체는 무엇

이냐'를 요약·재구성한 것입니다. 
 

조선일보