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Jan 04. 2024
연문위키 - 1편. 봄(See) ②
2) 빛은 무엇일까?
※ 연문위키는 연관지식과 문해력 위주의 읽기 경험 키우기 프로젝트의 준말입니다.
빛은 어디에서 왔을까요?
우리가 무엇인가를 '보기' 위해서는 빛이 필요합니다.
그렇다면 빛은 무엇일까요? 어떻게 만들어질까요?
빛은 어디서나 볼 수 있지만, 아직 그 정체를 정확히 몰라 지금도 많은 과학자들이 연구하고 있는 신기한 물질입니다.
<빛이 만들어지는 방법 : 발광 현상>
모든 빛은 원자(原子(근원(원), 아들/물질(자), Atom)에서 나옵니다. 원자는 물질을 구성하는 기본 단위로 여러 개의 전자(電子(전기(전)), electron), 양성자(陽性子(볕(양), 성질(성)), proton)과 중성자(中性子, neutron)로 구성되어 있습니다. 과학자들은 현재까지 약 100종류의 원자를 발견하거나 만들어내었어요. 우주의 모든 물질은 원자로 구성되어 있으니, 넓은 의미에서 하늘의 별과 우리는 먼 친척이라고도 할 수 있겠네요.
※ 구성(構成, organize ) : 몇 가지 부분이나 요소들을 모아서 일정한 전체를 짜 이루다
바큇살 이미지 - 태양빛이 퍼져나가는 것과 닮았나요?원자는 태양과 같은 다른 광원의 열을 흡수하여 가열되거나, 다른 입자와 부딪힐 때 에너지를 얻는데, 이때 빛을 방출합니다. 이를 ‘발광(發光, Luminescence)’현상이라고 부르며, 이렇게 방출된 빛 또는 에너지를 방사선(放射線((놓을(방), 쏠(사), 줄(선)), radiation)이라고 부릅니다. 방사선은 바큇살 모양의 방사형으로 퍼져나가는 입자나 파동을 말합니다.
※ 광원(光源, light source) : 빛의 근원 / 빛을 내는 물체 또는 도구
※ 가열 (加熱, heat) : 열을 더하다 / 어떤 물질에 열을 가함.
※ 입자(粒子, particle ) : 알갱이 물질 / 물리적 성질과 화학적 성질을 가진 작은 물체 ☞ 쌀 미(米)가 들어있는 데에서도 알 수 있듯이 본래는 '낟알', 곡식 알맹이를 의미하는 글자였다. '微粒子(미립자)', '素粒子(소립자)' 등 둥글고 크기가 고른 물체 의미.
※ 방출 (放出, release) : 내쫓아 보내다 / 비축하여 놓은 것을 내놓음.
태양의 열복사는 바큇살을 닮았어요.특히, 가열되어 빛을 방출하는 것을 열복사(熱輻射(열(열), 바큇살(복), 쏠(사), thermal radiation)라고 합니다. 열복사는 열이 바큇살 모양으로 쏘아지는 모습을 나타내는 한자어입니다. 열복사의 가장 대표적인 예는 태양입니다. 태양은 열에 의해 빛을 발생시키죠.
인광 물질 - 빛이 없어도 빛을 낸다.태양 말고도 빛을 내는 물체나 생물이 있어요. 이러한 빛을 인광(燐光(도깨비불(인)), phosphorescence)이라고 부르고, 주로 어둠 속에서 빛을 내는 데 쓰입니다. 옛날 사람들은 어둠 속에서 빛이 나는 걸 보고 인광을 도깨비불이라고 불렀다고 해요. 우리 몸의 뼈에는 인(燐, Phosphorus)이라는 물질이 있는데, 인이 인광을 내는 모습을 무덤에서 많이 볼 수 있기 때문에 도깨비불이라는 이름이 붙었다고 합니다.
우리가 자주 사용하는 형광펜이나 야광시계도 빛을 내죠. 우리가 흔히 '야광(夜光(밤(야), 빛(광)), glow-in-the-dark)이라고도 부르는 형광(螢光(반딧불(형) 빛(광)), fluorescence)도 인광의 일종인데, 일반적으로 형광은 에너지의 공급이 끊기면 발광도 빨리 사라지고, 인광은 지속적으로 빛을 내는 차이가 있어요.
우리가 자주 사용하는 형광펜에는 투명한 잉크에 형광제가 들어있는데, 자외선에 접하면 형광 효과를 생성하여 밝게 빛나는 것처럼 보입니다. 당연히 빛이 없으면 형광색도 발광하지 않겠죠?
반딧불이 생체발광 사진그리고 보니 개똥벌레라고도 불리는 반딧불이(Luciola)도 빛을 냅니다. 이렇게 생물의 몸에서 빛을 낸다고 하여 생체발광(生體發光, Bioluminescence)이라고 부르는데, 해파리, 플랑크톤 같은 해양 생물에서도 찾아볼 수 있어요.
<빛의 종류>
형광펜은 자외선에 접하면 밝게 빛난다고 했습니다. 자외선은 또 무엇일까요? 자외선도 빛의 종류일까요?
우리가 흔히 말하는 빛은 빨주노초파남보 무지개색으로 대표되는 가시광선(可視光線, visible light)입니다. 눈으로 볼 수 있는 빛을 의미합니다. 물론 (우리 눈에) 보이지 않아 구별할 수 없는 빛도 있죠. 빛에는 가시광선 말고도 적외선, 자외선, X선, 감마선 등 여러 종류가 있습니다. 이러한 빛들을 통칭하여 ‘전자기파(電磁氣波, electromagnetic)’라고도 부릅니다.
전자기파의 종류 - 파장의 크기에 따라 분류할 수 있다.※ 통칭 (通稱, generic) : 서로 통하도록 부르다 / 일반적으로 널리 이름. 또는 그런 이름이나 언설.
인간은 볼 수 없는 자외선 등의 빛을 볼 수 있는 동물들도 있습니다. 물고기, 양서류, 파충류, 조류 등 동물 중 일부는 자외선도 볼 수 있습니다. 특히 새의 깃털은 자외선을 반사하여, 새들끼리는 사람 눈에는 보이지 않는 무늬도 볼 수 있죠.
순록의 눈은 계절에 따라 색깔이 바뀝니다. 왼쪽은 여름 / 오른쪽은 겨울에 순록의 눈 색깔순록의 눈은 계절에 따라 색이 바뀌는데, 여름에는 황금색을 띠다가 겨울에는 파란색이 됩니다. 파란색의 눈은 자외선을 잘 감지하는데요, 덕분에 자외선을 흡수하는 물질과 반사하는 물질을 구분할 수 있죠. 눈은 자외선을 반사하고(빛 중에서 가시광선만 물을 통과할 수 있어요), 이끼나 북극곰은 자외선을 흡수합니다. 덕분에 하얀색으로 위장한 포식자인 북극곰이나 먹이인 순록 이끼를 쉽게 찾을 수 있습니다.
※ 포식자 (捕食者, predator) : 잡아서 먹는 사람이나 동물 / 다른 동물을 먹이로 하는 동물
전자기파 중 자외선(紫外線(자줏빛(자), 바깥(외), 선(선)), Ultraviolet, UV)은 보라색 다음에 위치한 빛입니다. 보라색은 한자로 자색紫色, 영어로 violet입니다. Ultra라는 말은 '~보다 더 높은'이라는 의미를 가진 접두사로 한자로는 外(바깥 외)에 해당합니다. 따라서 자외선은 ‘보라색 보다 밖에(높이) 있는 빛’을 의미합니다. 보라색보다 자외선의 주파수와 에너지가 높기 때문이죠.
마찬가지로 적외선(赤外線(붉을(적)), infrared, IR)은 빨간색 바로 전에 위치한 빛이죠. 빨간색은 한자로 적색赤色이고 영어로는 red입니다. 적외선의 영어 단어인 infrared에서 infra는 '~보다 아래의'라는 의미의 접두사입니다. 앞서 말씀드린 Ultra와 반대의 의미네요. 따라서 적외선은 ‘붉은색 보다 밖에(낮게) 있는 빛’을 의미합니다. 다시 말해 적외선은 붉은색보다 주파수와 에너지가 낮은 빛을 의미합니다.
주근깨 - 자외선에 노출되면 멜라닌 색소가 생성돼서 발생한다.자외선은 가시광선보다 파장이 짧고, 에너지가 높아 우리 신체 내부의 분자들의 상호작용을 일으켜 위험할 수도 있는데요. 하지만 우리 지구의 대기가 태양으로부터 오는 자외선을 대부분 막아주기 때문에 크게 위험하지는 않으며, 인간을 포함한 대부분의 척추동물이 비타민D를 합성할 수 있게 해주는 중요한 요소이기도 합니다. 하지만 일부 자외선이 오존층과 같은 대기를 뚫고 나와 멜라닌 색소 질환 등 우리에게 영향을 줄 수 있습니다. 얼굴의 군데군데에 생기는 잘고 검은 점인 주근깨(Freckles) 등은 자외선에 많이 노출된 결과죠.
※ 상호작용(相互作用, interaction ) : 서로 작용하는 것 / 두 개 이상의 요인이 조합되어 결과에 영향을 미치는 작용
※ 합성 (合成, compose) : 합하여 이룸 / 둘 이상의 것을 합쳐서 하나를 이룸
