중학교 과학 '빛의 파동', 초간단 실험으로 이해하자!

빛의 삼원색과 빛의 합성 제대로 알기


▲ [출처=클립아트]

어두운 곳을 환하게 밝히는 빛. 빛은 이 외에도 수만 가지 빛깔을 내뿜으며 무대연출, 영상, 예술, 회화 등 다양한 장르에 사용되고 있다. 그렇다면 빛은 어떻게 다채로운 색깔을 내고, 우리는 이것을 어떻게 눈으로 볼 수 있을까? 중학교 과학1에서 공부하는 내용을 살펴보자.

새로운 빛깔을 만드는 '빛의 합성'
빛은 단 세 가지 색깔만 있으면 어떤 색이든 만들어낼 수 있다. 그 세 가지 색깔이 바로 ‘빛의 삼원색’이라 불리는 빨간색과 파란색, 초록색이다. 빛의 삼원색은 단 3가지 색상이지만 여러 조합을 통해 수만 가지 색상을 만들어낼 수 있다.

예를 들어 빨간색과 초록색 빛이 합쳐지면 노란 색, 초록색과 파란색 빛이 합쳐지면 청록색, 빨간색과 파란색 빛이 합쳐지면 자홍색 빛이 된다. 빨간색 빛, 초록색 빛 파란색 빛이 모두 합쳐지면 햇빛과 같은 백색광이 된다. 이처럼 서로 다른 색깔의 빛이 합성돼 다양한 색의 빛이 나타나는데 이를 ‘빛의 합성’이라고 한다.

생활 곳곳에서 볼 수 있는 '빛의 합성'
빛의 합성 원리를 이용한 사례는 생활 곳곳에서 찾을 수 있다. 먼저 공연 무대를 비추는 화려한 불빛들이 그렇다. 우리가 공연을 보는 동안에는 셀 수없이 많은 빛의 색깔을 볼 수 있지만 정작 무대장치로 설치하는 조명의 색은 빨간색, 초록색, 파란색 등으로 단조롭다. 하지만 한 곳에 몇 가지 색을, 몇 개의 조명으로 비추느냐에 따라 무대를 빛으로 화려하게 꾸밀 수 있는 것이다.

그림도 마찬가지다. 특히 점을 찍어 그리는 점묘화는 각각의 점에서 반사된 빛이 합성돼 우리 눈에 들어오게 되면서 더 밝고 다양한 색감을 느끼게 해준다. TV나 영화, 핸드폰 화면 등과 같이 영상에도 같은 원리가 적용된다. 영상은 미세한 ‘화소’가 빨강, 초록, 파랑의 빛을 내는데 영상에서 노란 부분을 확대하면 빨간 색과 초록 색 화소가 섞여 내는 빛이 우리 눈에 자연스럽게 노란색으로 인식되는 것이다.

어떻게 물체의 색깔을 알아볼까?
그렇다면 우리 눈은 물체의 색을 어떻게 인식하는 것일까? 물체의 색은 물체에서 반사된 빛이 우리 눈에 들어오는 것이다. 예를 들어 빨간 사과는 백색광을 비췄을 때 빨간색만을 반사해 빨갛게 보이고, 하얀 도화지는 모든 색깔을 반사하기 때문에 흰 색으로 보이는 것이다.

반대로 조명에 따라서도 물체의 색이 달라보일 수 있다. 흰 옷을 백색광에서 보면 하얗게 보이지만 빨간 조명 아래에서 보면 빨갛게, 초록색 조명 아래에서는 초록색으로 보이는 것이 그 이유다. 하지만 빨간 옷을 초록색 조명 아래에서 본다면? 빨간 옷은 초록색 빛을 반사할 수 없기 때문에 검게 보이게 된다.

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