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계정을 잊어버리셨나요?

by 호서아빠 Jan 04. 2024

연문위키 - 1편. 봄(See) ③

3) 보이지 않는 빛들

※ 연문위키는 연관지식과 문해력 위주의 읽기 경험 키우기 프로젝트의 준말입니다.

③ 빛은 어떻게 구분하나요?

다양한 빛들은 파장의 크기로 분류할 수 있습니다. 가시광선 중에서는 빨간색에서 보라색으로 갈수록 파장이 짧아집니다. 파장이 가장 짧은 감마선은 파장의 크기가 원자핵보다 작으며, 파장이 가장 큰 전파의 경우 건물보다 크며, 지구보다 더 클 수도 있습니다. 그리고 파장이 짧을수록 주파수와 에너지가 높습니다. 파장이 짧고, 즉 주파수와 에너지가 높은 빛은 잘 반사되고 산란됩니다. 그래서 붉은색보다 파란색 계열의 빛이 잘 반사되고 산란되죠.

파장은 같은 위상을 가진 두 점 사이의 거리이다.

※ 파장(波長(물결(파), 길이(장)) ① wavelength / ② impact ) : ① 파동에서 같은 위상을 가진 서로 이웃한 두 점 사이의 거리. / ② (비유) 충격적인 일이 끼치는 영향 또는 그 양향이 미치는 정도

※ 주파수(周波數(두루(주), 물결(파), 셀(수)) : 빛이 1초 동안 진동하는 횟수. 표시 단위는 헤르츠(Hz)를 사용한다.

<파장이 가장 짧은 : 감마선 >

그리스 알파벳 - 대문자와 소문자로 구분된다

물리학자들은 다양한 방사선(放射線, radiation)을 구분하기 위해 그리스 알파벳을 사용하였습니다. 그리고 감마선은 그리스 알파벳의 세 번째 글자인 '감마(Gamma, γ)'에서 유래되었습니다. 사실 과학계에서는 새로운 물질을 발견하거나 발명하면 그리스/라틴어를 자주 사용합니다. 특히 생물학에서의 새로운 생물의 분류를 위한 학명(學名, Scientific Name)은 라틴어로 사용합니다.

방사선의 구분에서 알파(Alpah, α)는 양성자, 베타(beta, β)는 전자를 표기한 용어입니다. 그다음 발견된 높은 에너지를 가진 전자기파에 감마선이라는 명칭을 부여하였습니다.

감마선은 파장이 짧고, 높은 에너지를 가지고 있어 인체에 침투하면 화상, 암, 유전자 변형 같은 문제가 발생할 수 있어요. 그래서 의학이나 공업에서만 사용할 수 있답니다.

그리스 알파벳은 covid-19 시기에 우리에게 조금 더 친숙해졌습니다. 한참이나 우리를 힘들게 했던, 코로나의 변종인 델타 변이, 오미크론 변이에 붙은 이름은 그리스 알파벳의 순서를 의미합니다. 즉, 델타변이는 4번째 변이를 말하죠. '알파이자 오메가'라는 말은 처음이자 마지막이라는 뜻으로 가장 중요한 사람이나 물건을 이를 때 쓰이는 말입니다.

<특성을 알 수 없어 더 신비했던 : X선 >

X선은 1895년 독일의 물리학자인 빌헬름 뢴트겐(Wilhelm Röntgen)에 의해 우연히 발견되었는데요, 발견 당시 그 특성을 알 수 없어서 '알 수 없는(Unknown)을 의미하는 'X'라는 용어를 사용하였습니다. 지금도 수학에서 답을 구할 때 X라고 대체로 표기하지요. 뢴트겐은 이 발견으로 1901년 최초의 노벨 물리학상 수상하기도 하였습니다.
※ 수상 (受賞, win a prize) : 상을 받음

X선 촬영 사진 : 통과한 물체는 검은색으로 보인다.

방사선은 필름에 닿으면 검은색으로 보이게 하는 특징이 있습니다. 방사선 중 X선은 공기를 잘 관통하기 때문에 통과할 대상이 없는 방사선의 사진을 보면 검은색으로 보입니다. 하지만 뼈는 거의 통과하지 못하므로 방사선이 닿지 않아 하얀색으로 보이죠. 물이나 지방은 잘 관통하지 못해서 회색으로 나오기도 하고요.

※ 관통 (貫通, penetration ) : 뚫어서 통하게 하다 / 꿰뚫어서 통함.

만약 뼈가 부러졌으면 그 부러진 부위는 X선이 통과하기 때문에 검거나 회색의 선으로 나타나게 되므로 사진을 통해 뼈가 부러졌는지를 알 수 있어요. 또한 원래 아무것도 없어서 검은색으로 나타나야 하는 부위에 하얀색 혹이 나타났다면 종양이 생겼다는 것을 알 수 있기도 합니다. 하지만 방사선은 인체에 해롭기 때문에 한 번에 많은 양이 몸속에 들어오면 안 됩니다.

※ 종양 (腫瘍, tumor) : 조절할 수 없이 계속 진행되는 세포 분열에 의한 조직의 새로운 증식이나 증대

그런데 우리 눈에는 멀쩡하게 보이는 피부는 X선 사진에서는 없는 것으로 나타납니다. 뼈와 지방 이외에는 다 검은색으로 표시되기 때문이에요. X선이 물체를 통과하기 위해서는 물체 내부의 원자를 통과해야 하는데, 이때 원자 외부의 전자와 충돌하면서 에너지를 뺏기게 됩니다. 따라서 물체 내부의 전자가 많을수록 X선이 이동하기가 어려워져 결국 투과할 수 없게 됩니다. 우리 피부의 대부분은 주로 탄소, 수소, 산소 등 유기 물질로 구성된 연질 조직으로 상대적으로 전자가 적어요. 수소는 원자핵 주변의 전자가 하나밖에 없지요. 하지만 칼슘으로 만든 뼈나 치아는 매우 단단하면서 전자가 많아 X선이 통과하기 어렵습니다.

※ 투과(透過(통할(투), 지날(과)) , transmittance) : 내부를 통과하는 것 또는 구멍을 내거나 찢지 않은 채 꿰뚫고 지나가는 것.

※ 유기물질(有機物質(있을(유), 틀(기)), organic matter ) : 생체를 이루며, 생체 안에서 생명력에 의하여 만들어지는 물질(탄소화합물)

※ 연질(軟質(연할(연), 바탕(질)), softness) : 부드러운 성질

※ 상대적으로 : 서로 맞서거나 비교해서

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