학문
빛은 어떻게 물속에 들어가면 꺾여 보이나요?
안녕하세요? 레이저 포인트 같은것으로 물속을 빛을 비추면 빛이 꺾여 보이던데요~ 빛은 왜 물속에만 들어가면 공기중과 다르게 꺾여 보이나요?
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안녕하세요.
물속에서 빛이 꺾여 보이는 현상은 굴절(refraction)이라고 하며, 빛이 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 발생합니다. 이 현상은 빛의 속도가 매질에 따라 다르기 때문에 발생합니다. 공기 중에서 물로 빛이 들어갈 때, 빛의 속도가 느려지면서 빛의 진행 경로가 바뀌게 됩니다.
빛의 굴절 현상은 스넬의 법칙(Snell`s law)으로 설명됩니다. 이 법칙은 입사각(incident angle)과 굴절각(refraction angle)이 각 매질의 굴절률(refractive index)에 의해 결정된다고 설명합니다. 굴절률은 빛이 특정 매질을 통과할 때의 속도를 공기 중 빛의 속도로 나눈 비율입니다. 공기의 굴절률은 대략 1이고, 물의 굴절률은 약 1.33입니다. 이 차이로 인해 빛이 공기에서 물로 진입할 때 속도가 감소하고, 굴절률이 높은 물에서는 빛이 더 많이 꺽이게 됩니다.
이 법칙에 따라, 물속에서 레이저 포인터와 같은 빛을 비추면, 빛이 물에 들어가면서 입사각에 따라 굴절되어 물속에서의 경로가 공기 중에서의 경로와 다르게 보입니다. 이로 인해 빛이 꺽여 보이는 것처럼 인식되는 것입니다. 이러한 굴절 현상은 물뿐만 아니라 다양한 매질에서도 관찰되며, 광학에서 중요한 원리로 활용됩니다.