어디에나 존재하는 빛

빛 

빛은 전파, 적외선, X선, 가시광선 등의 모든 영역의 전자기파를 의미합니다. 일반적으로 빛은 파장이 380~760nm인 가시광선을 말합니다. 가시광선은 태양이나 그 외의 다양한 조명에서 볼 수 있으며 다양한 파장의 가시광선이 혼합되면 흰색 혹은 투명에 가까운 색으로 보이게 됩니다.

 

프리즘 같이 빛을 파장에 의해 분리해보면 인간에 눈에서는 가시광선이 각각 다른 색을 가지는 광으로 인식됩니다. 각 파장의 가시광선의 색은 일반적으로 무지개색으로 칭하여 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라로 나누며 각 나라에 따라 다르게 분류합니다. 파장에 따라 색이 순차적으로 바뀌거나 늘어서는 것을 스펙트럼이라고 하며 가시광선에 의한 색의 구분은 어디까지나 인간의 시각이 주체가 되기 때문에 인간과 다른 개체의 경우 다르게 볼 수 있습니다.

 

빛은 균질한 매질 내부에서는 직진하며 다른 매질의 경계면에서는 반사되거나 굴절됩니다. 또한 빛이 투명한 매질의 경계면에 부딪히면 그 일부는 경계면에서 반사되고 나머지는 통과하기도 합니다. 빛이 통과되면서 매질 내부를 통과할 때 내부에 흡수되기도 합니다. 빛의 속도는 광원의 운동상태에 관계없이 불변이며 진공 상태를 지나갈 수 있습니다.

 

광전효과는 물질에 빛을 조사했을 때 전자가 방출되거나 전류가 흐르는 현상을 말하는데 현재는 디지털카메라나 태양광 발전의 동작 원리로 널리 이용되고 있습니다. 기체의 원자나 분자가 자유전자를 방출하는 광이온화도 광전효과에 한 부분이며 광전자의 방출은 물질에 일정한 진동수 이상의 광을 조사한 경우에만 발생한다고 합니다. 또한 반도체나 절연체에 단파장의 광을 조사했을 때 물질 내부에서 전도전자가 증가하는 현상도 광전효과의 하나로 보고 있습니다.

 

빛은 빛의 경로에 있는 개체에 물리적 압력을 가하기도 합니다. 가벼운 압력은 빛의 속도에 의해 불할 된 빛의 힘과 동일하며 빛의 크기, 빛의 압력 효과는 모든 물체를 무시합니다. 큰 규모에서 빛의 압력은 소행성의 빠른 회전을 유도하기도 합니다.

 

빛의 삼원색

빛에는 삼원색인 빨강, 초록, 파랑이 있습니다. 이 세 가지 빛의 색이 있으면 어떤 색이든 만들 수 있다고 합니다. 가시광선은 일곱 가지의 색을 가지고 있지만 인간의 눈이 빛을 느끼는 방식에 의해 세 가지로 나눠지게 됩니다. 인간의 눈에는 빛을 느낄 수 있는 망막이 있고 망막에는 시각세포가 있습니다. 이 시각세포 속에는 원추세포와 간상세포가 있는데 이 중 간상세포는 빛의 밝기에만 관여하며 색깔은 구별하지 못한다고 합니다.

 

시각세포의 또 다른 세포인 원추세포는 적추체, 녹추체, 청추체의 세 가지로 나뉘어 빛의 스펙트럼을 감지하여 물체가 어떤 색깔의 비율로 섞여 있느냐에 따라 색을 판단하게 됩니다. 대표적인 예가 컬러로 된 텔레비전으로 빨강, 초록, 파랑의 빛을 조사하여 색을 만들어 화면에 나타나게 합니다.