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진공에서 '빛'은 진공에서 초속 30만 km의 속도로 진행합니다. 공기중에 들어가면 속도는 조금 낮아지게 됩니다. 왜 낮아질까요? 그 이유는 빛이 진행하는것을 공기가 약간 방해하기 때문이죠. 진공중에서는 공기가 없기 때문에 그런 방해요소가 없습니다. 근데 공기는 밀도가 커지면 빛의 진행을 더 방해하게 된답니다. 이건 마치 사람이 밀도가 적은 공기중에서 달리는 것과 밀도가 큰 물속에서 달리는 것 과의 차이라고 보면 됩니다. 어떨때 공기의 밀도가 커질까요?


 


공기의 온도가 낮아질 때입니다. 공기는 온도에 따라 밀도가 달라지지요.(모든 기체가 그러합니다.) 아지랑이가 피어오르는건 봄에 갑자기 따듯해져서 땅이 먼저 뜨거워지기에 땅에 닿아있는 공기가 가열되어 밀도가 작아지기에 생기는 현상입니다. 밀도의 차이가 있으니까 빛이 그 공기부분을 통과할 때 속도의 차이가 생깁니다. 이건 공기중에서 레이저를 물속으로 비추었을 때 수면에서 꺾어지는 현상과 같은 원리입니다. '굴절'이라고 합니다. 빛의 속도차이로 생기는 현상입니다. 이제 아지랑이가 피어오르는 부분은 주변공기와의 온도차이 때문에 빛의 속도차가 생기고 그에 의해 굴절이 되어 흐릿하게 보인다는 원리를 이해하셨다면 이걸 설탕물에 적용해보도록 하겠습니다.


 


설탕이 물속에 녹아들어갈 때 넣자마자 바로 물속으로 고르게 퍼져버릴까요? 아니죠? 천천히 퍼지죠? 설탕물과 그냥 물은 밀도차가 있습니다. 즉, 설탕이 들어있는 물이 밀도가 더 커서 빛의 진행이 더 느립니다. 여기서 굴절이 일어납니다. 그래서 아지랑이와 마찬가지로 흐릿한 현상이 생기죠. 아지랑이처럼 보이는 부분이 바로 설탕이 녹아들어가고있는 부분이기 때문에 그런 현상이 생기는 겁니다. 결국 모든 것은 빛의 속도차이때문에 생기는 굴절에 의한 것이었습니다.

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