빛의 성질

1. 빛의 기본 성질

빛은 투과, 반사, 흡수라는 세 가지 중요한 성질을 갖는다. 투과는 빛이 어떤 물체에 도달했을 때, 물체를 통과해서 완전히 벗어나는 것이다. 반사는 빛이 물체의 표면을 통과하지 못하고 다른 방향으로 튕겨 나가는 것이며, 흡수는 물체의 표면을 통과한 상태에서 결국 물체 자체를 벗어나지 못하는 현상이다. 각각의 물체마다 빛이 투과되는 정도는 차이가 있으며, 이를 나타내는 고유한 물리량은 ‘투과율’이다.

 

빛은 직진, 반사, 굴절하는 성질이 있다. 햇빛은 여러 가지 색의 빛으로 이루어져 있어 나누거나 합할 수 있다.

 

2. 빛의 반사

빛이 진행하다 어떤 면에 부딪혀 튕겨 되돌아오는 현상이다.

반사 법칙

빛이 반사할 때 입사 광선, 반사 광선, 법선은 한 평면 위에 있다. 입사각과 반사각의 크기는 항상 같다 (입사각=반사각).

법선: 반사면과 수직인 선

입사 광선: 반사면을 향하여 들어가는 빛

반사 광선: 반사면에서 부딪쳐 나오는 빛

입사각: 입사 광선과 법선이 이루는 각

반사각: 반사 광선과 법선이 이루는 각

 

정반사와 난반사

잔잔한 수면과 같이 평평하고 매끄러운 면은 주변의 물체 모습이 잘 비춰 보인다. 거울, 잔잔한 물, 텔레비전 등 매끈한 물체의 표면에 입사한 빛은 한 방향으로 나란하게 반사되며, 이를 정반사라고 한다. 그러나 출렁이는 물은 주변의 물체 모습이 잘 비치지 않는다. 종이, 책상 등과 같이 표면이 울퉁불퉁하고 매끄럽지 않은 면에 나란하게 입사한 빛은 서로 다른 방향으로 반사하는데 이를 난반사라고 한다.

 

욕실의 거울 면에서는 정반사가 일어나서 나의 모습을 또렷하게 볼 수 있다. 하지만 샤워를 하다 보면 수증기가 많이 발생하므로 욕실의 거울 면에서 수증기의 응결 현상이 일어나 물방울이 많이 맺히게 됩니다. 이것은 난반사가 생겨 나타나는 현상입니다.

 

3. 재귀반사(역반사)

광원으로부터 방출된 빛이 물체의 표면에 반사되어 원래의 출발점으로 돌아가는 반사이다. 빛을 비추는 각도와 무관하게 원래 광원의 방향으로 빛을 되돌려 보낸다. 거울 반사가 정면으로 들어오는 빛만 광원으로 반사하는 것과 다르게, 재귀 반사는 모든 빛을 원래 자리로 돌려보낸다.

 

참고

빛의 속력은 진공 속에서 1초에 30만 km를 갈 수 있다. 빛보다 빠른 물체는 없다. 서울에서 부산까지 자동차로 약 5시간이 걸리지만 빛은 1초 동안에 같은 거리를 300번 왕복할 수 있다. 달까지도 약 1초만에 갈 수 있다.