색깔이란 무엇일까? - 콜름 켈리허(Colm Kelleher)

전체 수업은 다음 주소에서 볼 수 있습니다. http://ed.ted.com/lessons/how-do-we-see-color-colm-kelleher

색이란 무엇인지 궁금하신 적이 있나요? 빛에 관한 시리즈 중 첫번째인 이 영상에서 콜름 켈리허는 색깔에 숨겨진 물리학 -- 우리 눈에 보이는 색이 운동의 주기나 파동의 진동수와 무슨 관계가 있는지를 설명해 줍니다.
(Lesson by Colm Kelleher, animation by Vitreous.)

우리 삶에서 가장 두드러진
특징 중의 하나는 '색깔'입니다.

색이라는 현상을 이해하려면
빛을 파동이라고 생각하면 도움이 되죠.

단, 그러기에 앞서서

일반적인 파동에 대해서 잠깐 얘기해보죠.

바다에서 배에 앉아서 물위를 위 아래로 움직이는
코르크 마개를 보고 있다고 상상해보세요.

가장 먼저 눈에 띄는 것은
코르크의 반복적인 움직임입니다.

코르크 마개는 같은 경로로 반복해서
이동합니다. 위로 아래로. 위로 아래로.

이런 반복적이고 주기적인
움직임이 파동의 특성입니다.

그리고 또 다른 뭔가도 있겠죠..

초시계로 코르크가 움직이는
시간을 측정해 봅니다.

가장 높은 위치에서 가장 낮은 위치로 갔다가,
그리고 다시 위로 올라가는 시간을 재는겁니다.

그게 2초 걸린다고 가정해 볼까요.

물리학 용어로 말하자면, 코르크가
움직이는 파동의 주기를 측정해본 겁니다.

즉, 파동이 한번 완전히 움직이는 데
얼마의 시간이 걸리나 하는 것입니다.

이런 정보는 파동의 진동수를 계산하는 방법을 써서
달리 표현할 수도 있습니다.

진동수는 말 그대로 파동이 얼마나
자주 나타나는지를 말하는 용어입니다.

즉, 1초에 몇 번의 파동이
일어나는지를 말하는 거죠.

한번의 완전한 파동이 일어나는데
몇 초 걸리는지를 알고 있다면

1초에 몇 번의 파동이
일어나는지는 쉽게 알 수 있죠.

이 경우에는 한번의 파동이 2초 걸리니까,
진동수는 초당 0.5의 파동이 일어나는 것입니다

코르크 얘기는 이정도로 충분하고...
그럼 빛과 색깔의 경우는 어떨까요?

빛이 파동이라면, 이것도
진동수를 갖고 있을거에요. 맞죠?

음.. 예, 역시 그렇네요..

그리고 우리 눈이 감지하는 빛의 진동수를 일컫는
용어를 우리는 이미 알고 있어요.

그게 바로 '색'입니다.

그래요. '색'은 빛의 파동이 얼마나 빨리 물결치는지
측정한 것과 마찬가지입니다.

우리 눈이 정말 빠르다면, 이런 주기적 움직임을
직접 관찰할 수도 있을 거에요.

바다 위 코르크의 움직임을 볼 수 있듯이 말이죠.

하지만 우리가 보는 빛의 진동수는 너무나 높습니다.

1초에 400조회나 위 아래로 요동치죠.

우리는 그 파동을 볼 수는 없지만, 그 진동수가 갖는
색깔을 통해서 이야기할 수 있는 것입니다.

가장 낮은 진동수의 빛은 빨강으로 보이고,
가장 높은 진동수는 보라색이죠.

그 사이의 다른 진동수들은 연속적인 색깔의 띠 모양을
갖게 됩니다. 가시 스펙트럼이라고 하는 것이죠.

자, 책상위에 노란색 연필이
놓여 있다고 생각해 볼까요.

태양은 모든 빛의 색깔을 방출하고,
그 모든 색깔의 빛이 연필에 부딪치게 됩니다.

그 연필이 노란색으로 보이는 이유는
다른 색들 중에서 노란색 빛만 반사시키기 때문입니다.

그럼 파란색, 보라색, 빨간색 빛은 어떻게 될까요?

그것들은 흡수되고, 그안의
에너지는 열로 바뀌어 버립니다.

다른 색의 사물들도 마찬가지죠.

파란 사물은 파란 빛을 반사하고,
빨간 사물은 빨간 빛을 반사합니다.

하얀색 사물은 모든 빛의 색깔을 반사하죠.

반면에 검은 사물은 정반대로
모든 진동수의 빛을 흡수해 버립니다.

햇빛 쨍쨍한 날에 당신이 좋아하는 메탈리카 티셔츠를 입으면 괴로운 이유가 바로 이 때문이라고 할 수 있겠죠..