빛을 따라가 보자.
 
 

준비물

  • 젤라틴 또는 빛이 지나가는 길이 보인는 액체(예: 물에 우유를 조금 떨어뜨린 것)
  • 반원형 접시
  • 레이저 포인터(가능하면 두 개)
 

실험과 관찰

    1. 젤로를 반원형 원통에 담는다.

     

    2. 반원형 원통의 둥근 면에 빛을 비추어 보고 반사된는 각을 확인한다.

     

     

    3. 레이저 포인터를 반원형 원통의 둥근 면의 반대쪽에 수직으로 비추어 보고 원통의 가운데에서 옆으로 이동 시켜 가면 빛을 관찰한다.

     

     

    4. 레이저 포인터를 반원형 원통의 둥근 면의 반대쪽에 빛이 약간 비스듬하게 들어가도록 비추어서 빛이 가는 길을 관찰한다.

     

     

    5. 두 개의 레이저 포인터를 이용해서 둥근면과 그 반대면에 두 개의 빛을 나란히 비추어 보고 빛이 가는 길을 관찰한다.

     

     
 
 

 
 

왜 그럴까요?
 

    빛이 투명한 매질(예를 들어, 공기)을 통해 나아가다가 불투명한 거울면을 만나면 반사됩니다. 이때 입사각과 반사각은 항상 같습니다.

     

    빛이 투명한 매질을 통해 나아가다가 또다른 투명한 물체의 표면을 만나면, 일부는 반사되고, 나머지는 꺾여 들어갑니다. 이것을 빛이 굴절한다고 하지요.

     

    빛이 투명한 매질을 통해 나아가다가 또다른 투명한 물체의 표면을 만나 굴절할 때 특정 각도에서는 매질을 빠져나가지 못하고 다시 돌아오게 되는에, 이것을 전반사라고 합니다.

     

      전반사 자세히 보기

     

      퀴즈!
    빛을 다음 그림과 같이 수직으로 비추어 주었을때 빛은 어느 방향으로 꺾어질까요?

      {답: 2번. 수직으로 비춘 빛은 꺾이지 않습니다.}
 

    빛을 두 물질의 경계면에 수직으로 비추면 꺽이지 않고 들어갑니다. 그러다가 또다른 겡계면을 만나면 반사됩니다. 이때 입사각과 반사각은 같습니다. 이렇게 반사된 빛은 또다른 경계면을 만나면 또다시 반사하고... 이렇게 빛은 나아갑니다.

     

 

    하지만 빛을 비스듬히 비추어 주면 우리가 보드를 타고 달릴 때 잔디밭에서는 천천히, 시멘트 길에서는 더 빠르게 달려서 나타나는 굴절현상처럼 [참조:아하과학/생생 실험실/76. 굴절이란?] 빛의 진행에서도 같은 현상이 나타납니다.
    그러니까 반원형 통에 빛을 비스듬히 비출 때도 빛이 빠른 속도로 나아가는 공기에서 느린 속도로 나아가는 물로 진행하기 때문에 빛이 법선 쪽으로 휘어지게 되지요.

 
 

    또 둥근면의 양쪽의 법선은 평면과는 다르지요.

 

 

    따라서 빛이 수직으로 들어가도 빛이 진행하여 한 점에서 모이기도 하고 뒤에서 모이는 점이 생기기도 하지요. 반원형 원통의 양쪽 면이 마치 볼록렌즈나 오목렌즈처럼 작용하기 때문이지요. 다음 그림을 보고 이해해 보세요.

 

 

 

 

 

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