물속에 들어간 불빛이 굴절이 되는것은

Question

물속에 들어간 불빛이. 굴절이 되는것은 왜 그런건가요?

불빛뿐이. 아니라 다른물건이 들어가도 보이는 모습이 꺾여

보이는데 왜 그런가요?

Answer 1

안녕하세요.

물속에서 불빛이나 다른 물체가 굴절되어 보이는 현상은 광학적인 원리에 기반을 두고 있습니다. 이 현상은 빛이 한 매질에서 다른 매질로 이동할때 발생하며, 빛의 속도와 방향이 변화하는 것과 관련이 있습니다.
빛은 공기 중에서보다 물속에서 더 느리게 이동합니다. 이는 물의 굴절률(refractive index)이 공기의 굴절률보다 더 높기 때문입니다. 굴절률이란 빛이 진공에서 이동할 때의 속도 대비 특정 매질에서 이동하는 속도의 비율을 나타내는 수치입니다. 물속으로 빛이 진입할 때, 빛의 속도가 감소하고, 이로 인해 빛의 진행 경로가 굽어지게 됩니다. 이러한 굴절 현상은 스넬의 법칙(Sneel`s Law)에 의해 수학적으로 설명될 수 있으며, 이 법칙은 입사각과 굴절각 사이의 관계를 정의합니다.
물체가 물속에 들어갔을때 보이는 모습이 꺽여 보이는 것도 같은 이유에서입니다. 물체의 일부가 물위에 있고 일부가 물속에 있을때, 물 위의 부분과 물속의 부분 사이에서 빛의 경로가 달라져서 꺽인 것처럼 보이는 것입니다. 이는 물체의 실제 위치와 우리가 빛을 통해 감지하는 위치가 다르기 때문에 발생합니다.
이와 같은 굴절 현상에 대해 심도있는 내용을 접하고 싶으시다면 Optics (Eugene Hecht)와 같은 문헌을 추천드립니다.