빛의 산란

파란 빛의 산란 사진 출처 : https://blog.naver.com/PostView.naver?blogId=toshizo&logNo=221101227943&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView

색은 빛이고 빛은 곧 색이다. 전자기파인 빛은 초당 약 30만 킬로미터의 속도로 운동하며, 일정한 주기를 갖는 파동의 한 종류이다. 우리가 귀로 듣는 소리와 호수의 물결도 파동이다. 소리는 공기를 매개로 해서 전해지는 파동이며 물결은 물을 매개로 해서 이동하는 파동이다. 그러나 빛은 자신을 전달해 주는 물질 없이도 앞으로 나간다. 빛이 아무것도 없는 칠흑의 우주 공간을 나아가는 것도 이 때문이다.

 

한낮의 빛은 아무 색깔이 없고 너무 투명해서 눈을 부시게 한다. 이 투명한 태양 빛이 지구 대기권으로 들어와서도 공기나 먼지와 같은 물체와도 부딪히지 않으면 빛은 여전히 투명하다. 빛이 사방으로 산란하지 않으면 색깔도 뿌려지지 않는다. 그렇게 되면 우리는 파란 하늘을 볼 수 없고 까만 하늘만 본다. 빛이 제아무리 아름다운 무지개를 품고 있다 해도, 프리즘을 통과하면서 분산되지 않는다면 그저 하얀 백색광에 불과하다. 이처럼 빛이 물체에 부딪히는 것은 색채의 향연을 보기 위한 필수조건이다.

 

아무것도 없는 우주 공간이 까맣게 보이는 까닭은 빛이 색채를 만들지 못하기 때문이다. 더 정확하게 말하면, 부딪힐 물질이 아무것도 없는 진공인 우주 공간에서는 빛이 지가도 우리는 알지 못한다. 우리가 ‘눈으로 본다’거나 ‘눈에 보인다’는 말은 빛이 우리 눈에 들어와 각막의 세포를 자극해야 일어나는 시각적 현상이기 때문이다. 빛이 부딪혀 반사할 어떤 물체도 존재하지 않는다면 빛은 우리 눈에 들어오지 않고 그저 지나갈 뿐이다.

 

이처럼 우리가 물체의 색을 볼 수 있는 것은 물체에서 반사하는 색깔을 보기 때문이다. 초록 나뭇잎은 햇빛이 간직한 다양한 색채 가운데 초록색만 반사하고 나머지를 모두 흡수한다. 해바라기는 다른 색은 흡수하고 노란색만 반사한다. 그래서 고흐는 노란 해바라기를 그릴 수 있다. 하얀색의 종이는 빛의 다양한 색깔들 가운데 어느 하나를 반사하는 것이 아니라 빛 전체를 반사해 버린다. 그 결과 원래의 백색광인 하얀색만 눈에 들어온다. 반면에 빛이 까만색 종이에 비치면 빛을 모두 흡수한다. 어떤 색깔도 반사하지 않는 물체는 까만색이다.

 

우리가 색을 보려면 빛이 있어야 하고, 그 빛이 물체에 부딪혀 반사되어 눈으로 들어와야 한다. 우리가 색채를 보는 데는 빛, 물체, 눈이라는 세 가지가 필요하다. 신기하게도 우리가 사과의 빨간색을 본다고 생각하지만, 사실은 사과라는 물체에 부딪혀 우리 눈으로 들어오는 빨간색을 인식한다. 우리가 사물의 색깔을 보는 행위는 실제 그 대상을 바로 관찰하는 것이 아니라 반사된 빛을 보는 행위다.

한낮의 빛은 아무 색깔이 없고 너무 투명해서 눈을 부시게 한다. 이 투명한 태양 빛이 지구 대기권으로 들어와서도 공기나 먼지와 같은 물체와도 부딪히지 않으면 빛은 여전히 투명하다. 빛이 사방으로 산란하지 않으면 색깔도 뿌려지지 않는다. 그렇게 되면 우리는 파란 하늘을 볼 수 없고 까만 하늘만 본다. 빛이 제아무리 아름다운 무지개를 품고 있다 해도, 프리즘을 통과하면서 분산되지 않는다면 그저 하얀 백색광에 불과하다. 이처럼 빛이 물체에 부딪히는 것은 색채의 향연을 보기 위한 필수조건이다.

아무것도 없는 우주 공간이 까맣게 보이는 까닭은 빛이 색채를 만들지 못하기 때문이다. 더 정확하게 말하면, 부딪힐 물질이 아무것도 없는 진공인 우주 공간에서는 빛이 지가도 우리는 알지 못한다. 우리가 ‘눈으로 본다’거나 ‘눈에 보인다’는 말은 빛이 우리 눈에 들어와 각막의 세포를 자극해야 일어나는 시각적 현상이기 때문이다. 빛이 부딪혀 반사할 어떤 물체도 존재하지 않는다면 빛은 우리 눈에 들어오지 않고 그저 지나갈 뿐이다.

 

이처럼 우리가 물체의 색을 볼 수 있는 것은 물체에서 반사하는 색깔을 보기 때문이다. 초록 나뭇잎은 햇빛이 간직한 다양한 색채 가운데 초록색만 반사하고 나머지를 모두 흡수한다. 해바라기는 다른 색은 흡수하고 노란색만 반사한다. 그래서 고흐는 노란 해바라기를 그릴 수 있다. 하얀색의 종이는 빛의 다양한 색깔들 가운데 어느 하나를 반사하는 것이 아니라 빛 전체를 반사해 버린다. 그 결과 원래의 백색광인 하얀색만 눈에 들어온다. 반면에 빛이 까만색 종이에 비치면 빛을 모두 흡수한다. 어떤 색깔도 반사하지 않는 물체는 까만색이다.

 

우리가 색을 보려면 빛이 있어야 하고, 그 빛이 물체에 부딪혀 반사되어 눈으로 들어와야 한다. 우리가 색채를 보는 데는 빛, 물체, 눈이라는 세 가지가 필요하다. 신기하게도 우리가 사과의 빨간색을 본다고 생각하지만, 사실은 사과라는 물체에 부딪혀 우리 눈으로 들어오는 빨간색을 인식한다. 우리가 사물의 색깔을 보는 행위는 실제 그 대상을 바로 관찰하는 것이 아니라 반사된 빛을 보는 행위다.