▶  전반사

 
 
 

아무 것도 없는 진공 속, 공기 속, 그리고 물 속에서 빛이 달리기를 하였다면 빛이 가장 빨리 달릴 수 있는 곳은 어디일까요? 빛은 진공 속에서 가장 빠르고, 그 다음이 공기, 그리고 물의 순서로 빨리 나아갑니다.

 

같은 시간 동안 빛이 물에서보다 공기에서 더 긴 거리를 가는 것이지요.

 

 

그러면 물에서 나아가던 빛이 공기를 만나면 물 속에서보다 더 빠르게 나아갈 수 있어 더 멀리까지 나아갑니다. 이렇게 빛이 나아가는 빠르기가 다른 두 매질의 경계에서 빛은 꺾어지는데, 이 현상을 빛의 굴절이라고 합니다.

 

[참조: 빛의 굴절]

 

만일 물로 들어가는 빛의 각도(입사각)가 점점 더 커지면 물을 지난 빛은 어떻게 될까요? 입사각이 커지면 빛도 더 많이 꺽이게 되지요.

 

입사각이 어느 각도 이상으로 커지면 빛은 공기 중으로 나아가지 못하고 물 속으로 다시 들어오게 되고, 물 속에서 다시 반사가 일어납니다. 이런 현상을 전반사라고 하는데 물 속에서 일어나는 전반사를 관찰해 보세요.

 

 

물 속에서 전반사를 일으키는 각도는 48도 정도인데 전반사 현상이 나타나기 시작하는 각도를 임계각 이라고 합니다. 이 임계각보다 입사각이 크기만 하면 전반사는 항상 나타나지요.

우리 주위에서 전반사가 일어난 예는 다음과 같습니다.

  

◆ 전반사 현상을 볼 수 있는 곳

    1. 다이아몬드는 전반사가 잘 일어나는 대표적인 물질이지요. 다이아몬드의 임계각은 24.6도 정도로 작기 때문에 다이아몬드 안에 들어간 빛은 대부분 전반사를 일으킵니다. 다이아몬드는 이 전반사 때문에 반짝 반짝 빛이 나지요.

      

      

      

    2. 전반사 현상은 광통신에 사용되는 아주 중요한 현상입니다. 정보를 갖고 있는 빛이 광섬유 안에서 전반사를 일으키며 진행하면서 정보를 전달 해줍니다.

      

      

          광통신에 대해 에니메이션으로 보기

      

      

    3. 북극곰이 추운 곳에서 잘 살 수 있는 것도 전반사 덕이지요.

        [참조: 생활 속의 과학/ 북극곰이 파카 없이 살 수 있는 이유]

    에서 알아보세요.

 

 

 

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