무지개색은 흔히 빨 주 노 초 파 남 보의 일곱 색깔로 되어 있지만, 사실 무지개는 빨강에서 보라색까지 연속적으로 변화하는 무수한 색으로 이루어져 있습니다. 결코 7색만이 아닙니다. 그런데 왜 무지개색을 7색이라고 할까요? 무지개색을 7색으로 결정한 것은 아이작 뉴턴 백색광을 프리즘으로 색 띠로 분광하는 실험을 실시한 뉴턴은 무지개 색을 7색으로 결정했습니다. 원래 무지개의 기본색은 적 황 녹 청 보의 5색으로 되어 왔습니다만, 이 5색에 과일 오렌지의 오렌지색(주황색)과 식물 염료인 인디고의 색(남색)을 더해 7색으로 했다고 합니다. 그 7색을 차례로 늘어놓아 보면 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 남색, 보라색이 됩니다. 사진을 보면 분광된 빛을 확대하여 무지개 색의 변화를 알 수 있습니다..
무지개의 모양은 왜 아치 모양일까 우리가 평소 보는 무지개 모양은 사진과 같이 수평선이나 지평선으로 끊어진 아치모양입니다. 무지개가 아치모양이 되는 이유를 적색광으로 생각해 봅시다. 태양으로부터 오는 빛이 물방울에 반사되어 눈으로 올 때 적생광이 위치하는 42도 방향의 점을 연결해 나가면 어떻게 될까요? 무지개를 보고 있는 사람의 시점을 기준으로 하여, 공중의 물방울에서 반사된 빛이 지표면에 의해 끊어진 컴퍼스로 그린듯한 반원모양이 됩니다. 무지개가 아치모양으로 보이는 것은 무지개를 구성하는 각각이 색이 정해진 방향에서 보이기 때문입니다. 또한 무지개를 높은 산 정상 등에서 내려다보면 자신의 시선 아래에 있는 물방울에서 나오는 빛도 눈에 닿게 됩니다.이 경우 무지개의 하반부도 보이게 되고 무지개는 원형입..
비 개인 하늘에 걸리는 무지개는 매우 아름답습니다. 무지개는 자연이 만들어내는 빛과 색의 예술이라고 할 수 있습니다. 하늘의 캔버스에 수 놓인 아름다운 색의 띠는 어떻게 그려질까요? 무지개가 생기는 구조에 대해 생각해 봅시다. 프리즘으로 볼 수 있는 여러 색깔 빛의 띠 영국의 물리학자 '아이작 뉴턴'은 1672년에 'New Theory About Light and Colour(빛과 색에 대한 새로운 이론)'이라는 논문을 정리했습니다. 뉴턴은 이 논문에서 태양광을 '프리즘'에 통과시키면 빨강에서 보라색까지 연속적으로 변화하는 빛의 색 띠가 나타나는 현상에 대해 말하고 있습니다. 뉴턴은 태양광 자체는 색이 없지만, 태양광이 7색의 빛이 섞인 것임을 보여주었습니다. 뉴턴이 이 실험을 실시한 것은 1666년 입..
거울과 거울을 마주대고 거울 속을 들여다보면 비치는 것이 영원히 계속되는 것처럼 보입니다. 사진은 2장의 거울에 끼인 테이블이 한쪽의 거울에 비치는 모습을 촬영한 것입니다. 사진에서 선 오른쪽이 거울 속의 세계입니다. 천장의 전등과 테이블 위의 촛불이 영원히 계속되는 것처럼 보입니다. 전등과 촛불이 영원히 계속되고 있는 것처럼 보이는 것은 2장의 거울 사이에서 빛이 계속해서 반사를 반복하고 있기 때문입니다. 한쪽 거울에 비친 모습이 반대쪽의 거울에 비쳐, 그 거울이 또 원래의 거울에 비치는 것을 반복하고 있기 때문에 물체가 무한하게 비치고 있는 것처럼 보입니다. 그렇다면 거울에 있는 물체는 무한하게 보이는가? 거울은 빛을 잘 반사하지만 빛을 모두 반사할 수는 없습니다. 보통의 거울은 유리의 이면에 은이나..
명문가 코르넬리우스 '푸블리우스 코르넬리우스 스키피오'는 로마 역사상 가장 많은 집정관을 배출한 명문인 코르넬리우스 가문에서 태어났다. 후에 그는 '제2차 포에니 전쟁'의 승리자로 북아프리카에 있던 카르타고와 누미디아를 석권했기 때문에, 사람들은 존경을 담아 '아프리카누스'(아프리카를 재패한 자)라고 불렀다. 고대 로마 시절에는 성명의 가짓수가 많지 않고, 같은 이름의 사람이 많이 등장하는데, 스키피오 가문만 하더라도 푸블리우스 코르넬리우스 스키피오, 그나이우스 코르넬리우스 스키피오, 루키우스 코르넬리우스 스키피오의 3가지 이름밖에 사용하지 않는다. 그러한 이유도 있어서 인지 남들과 다른 업적을 이룩한 사람들에게는 이러한 칭호들이 붙었다. 스키피오 아프리카누스의 아버지도 '푸블리우스 코르넬리우스 스키피오..
밤하늘에 빛나는 달이 아직 수평선이나 지평선에 걸려있을 때, 달은 사실은 이미 수평선 너머로 사라졌다고 한다면, 당신은 믿을 수 있을까요? 밤하늘에 빛나는 별빛은 지구의 대기에 의해 굴절됩니다. 이 굴절의 정도는 바로 머리 위에서는 0이지만, 별의 높이가 낮을수록 굴절의 정도는 커집니다. 따라서 고도가 낮은 별은 실제로 별이 있는 위치보다 더 위쪽으로 보입니다. 이 현상을 '대기 굴절'이라고 합니다. 공기의 굴절률은 진공과 같이 1로 보는 경우가 많습니다만, 매우 두꺼운 대기층을 가지고 있을 때는 약간의 굴절율의 차이도 무시할 수 없기 때문에, 빛은 굴절해 버립니다. 이 편차는 수평선(지평선) 근처의 별에서는 각도로 약 0.6도나 차이가 있습니다. 24시간에 360도 이동한다고 생각하면, 1회당 이동하는..
중국의 오래된 전설에 거대한 조개 괴물이 요기를 토하고 누각을 만드는 이야기가 있습니다. 또, 15~17세기 무렵의 대항해 시대에는, 항해 중에 해상에 갑자기 괴물이 나타났다는 목격 예가 많이 있었습니다. 이들은 공기와 빛의 장난으로 생기는 신기루 현상입니다. 신기루는 수평선 부근의 먼 경치가 위아래로 뻗어 보이거나 공중에 떠있는 것처럼 보이는 현상입니다. 신기루가 일어날 때 온도가 다른 공기 층이 위아래로 만들어집니다. 해수면 근처의 공기가 차갑고 위쪽의 상층 공기가 따뜻할 때는 빛이 차가운 공기와 따뜻한 공기의 경계선에서 마치 반사된 듯이 굴절되기 때문에 멀리 있는 물체가 위로 솟은 것처럼 보입니다. 이런 현상을 '상위 신기루'(superior mirage)라고 합니다. 반대로 해수면 근처의 공기가 ..
로마 공화정의 마르켈루스 고대 로마를 유지하던 구성원 중에는 몇몇 유력한 귀족 가문이 있었다. 그중에는 '이탈리아의 방패'라고 불린 '퀸투스 파비우스 막시무스'가 속한 파비우스 가문, 한니발을 물리친 것으로 유명한 '푸블리우스 코르넬리우스 스키피오 아프리카누스'를 낳았던 스키피오 가문, '삼니움 전쟁'중 '아피아 가도'를 건설하여 전쟁에 공헌한 '아피우스 클라우디우스 카이쿠스'가 있는 클라우디우스 가문 등이 있는데, '마르쿠스 클라우디우스 마르켈루스'는 그중에 클라우디우스 가문이었다. 클라우디우스 가문은 고대 로마 초창기부터 내려온 전통 있는 명문 귀족으로 로마 제국에서도 여러 황제를 배출하고 있을 정도로 유명한 가문이다. 클라우디우스 가문의 인물들은 귀족적이고 고집이 세며, 강인한 것으로 이름이 높았다..
촛불의 불꽃이나 전열기구의 발열면 근처에 보이는 풍경이가 흔들흔들 흔들리는 것처럼 보일 수 있습니다. 또, 냄비에 넣은 물을 가스레인지로 따뜻하게 가열해 가면 물이 다소 흔들리는 듯이 보입니다. 이러한 현상은 공기나 물이 따뜻해지면서 밀도가 작은 부분과 큰 부분이 생겨 빛이 굴절되어 진행하면서 방향이 흐트러지기 때문에 발생합니다. 이러한 현상을 슐리렌 현상이라고 합니다. 밤하늘에 빛나는 별이 반짝반짝 깜짝 보이는 것도 기온이나 기압에 의해 대기가 흔들리고 있기 때문입니다. 이와 같이, 같은 물질이라도 밀도가 큰 곳과 작은 곳에서는 빛의 굴절률이 달라, 물체가 흔들리는 것으로 보입니다. 사진은 제트기 엔진에서 나오는 배기가스로 후방 공기가 흔들리는 것처럼 보이는 것을 촬영한 것입니다. 일반적으로 이러한 현..
17세기말에 뉴턴은 빛의 정체는 총알과 같은 입자라는 '입자설'을 주창했습니다. 같은 무렵, 호이겐스는 빛의 정체는 파도라는 '파동설'을 주창했습니다. 뉴턴은 광원으로부터 방사되는 빛에는 실체가 있고, 빛이 파라면 빛이 직진하는 것을 설명할 수 없다고 주장했습니다. 이에 반해 호이헨스는 빛이 직진하는 것은 많은 작은 구면파가 겹쳐 평면파가 되어 진행하기 때문이라고 설명했습니다. 그는 빛의 반사와 굴절의 법칙도 파동으로 설명할 수 있음을 보여주고 빛이 파도라고 주장했습니다. 호이겐스의 설명은 확실히 맞았습니다만, 빛의 현상이 입자설로 설명해도 그럴듯했던 것이나, 뉴턴의 본인이 권위도 있었기 때문에, 당시는 빛의 입자설이 유력해졌습니다. 뉴턴의 시대에는 빛은 직진한다는 것이 실험사실입니다.그러나 뉴턴이 말했..
푸른 바다, 녹색 나무, 붉은 지붕 등등 빛이 비치는 곳에는 다양한 색상이 넘쳐 있습니다. 그리스의 철학자 '아리스토텔레스'는 "색은 빛과 어둠, 흰색과 검정 사이에서 발생한다", 즉 모든 색은 흰색과 검정의 혼합 비율로 만들어진다고 생각했습니다. 이것을 아리스토텔레스의 변개설 또는 변화설이라고 합니다. 아리스토텔레스는 빛과 색 사이에 관계가 있다는 것을 깨달았던 것 같지만, 색의 본질을 밝히기까지는 이르지 못했습니다. 색이 어떻게 생기는지를 과학적으로 밝힌 것은 영국의 물리학자 '아이작 뉴턴'입니다. 뉴턴은 1666년에 무색의 태양광을 프리즘에 통과시키면 빛이 분산되어 붉은색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 보라색의 7색의 빛의 띠가 나타나는 현상을 실험으로 나타냈습니다. 그리고 프리즘에 분산된..
고대 이집트에서 믿었던 이집트 신화의 하나인 '헬리오폴리스 신화'에서는 천지 창조 시 원초 언덕에서 천지창조의 신 '아툼'이 태어났다고 합니다. 원초의 언덕은 모든 것의 기원이 되는 '원시의 바다'에서 솓아올랐으며, 혼돈한 상태를 의미하고 있습니다. 아툼은 나중에 '태양신 라'와 결합하고 있기 때문에 천지창조의 신은 태양을 의미하고 있는 것으로 보입니다. 아툼은 원초의 언덕 '툰'에서 스스로의 힘으로 태어나, 대기의 신 '슈'와 습기의 여신 '테프누트'를 만들어냈습니다. 그리고 이 두 명의 신으로부터 대지의 신 '게후'와 천공의 여신 '누트'가 태어났습니다. 대지의 신 게프와 천공의 여신 누트는 사이가 좋아 서로 딱 붙어있었습니다. 바람이 불지 못한다는 이유로 대기의 신 슈가 대지의 신 게프를 누르고, ..