공기같은게 안보이는건 빛을 하나도 흡수하거나 반사하지 않아서 인가요??

Question

공기같은게 안보이는건 빛을 하나도 흡수하거나 반사하지 않아서 인가요?? 아니면 그냥 지나가는건가요?? 아니면 분자가 작아서 반사되는데 인식이 안되서??

Answer 1

안녕하세요.

공기가 안 보이는 이유는 빛과 상호작용은 하지만 그 효과가 인간의 눈으로 인식될 만큼 크지 않기 때문입니다. 우선 공기가 빛을 하나도 흡수하거나 반사하지 않아서 안 보이느냐에 대해 말씀드리면, 이것은 부분적으로만 맞고 정확하지는 않습니다. 공기는 빛을 전혀 흡수하지도, 전혀 반사하지도 않는 물질은 아닌데요 실제로 공기를 구성하는 질소, 산소, 이산화탄소 분자들은 빛과 상호작용을 합니다. 다만 그 상호작용의 강도가 극히 약하고 선택적이기 때문에, 우리 눈에는 없는 것처럼 느껴질 뿐입니다. 이때 공기는 가시광선 영역에서 투과율이 매우 높은 매질인데요, 태양빛이나 실내 조명이 공기를 통과할 때 대부분의 빛은 방향과 에너지를 거의 잃지 않고 그대로 진행합니다. 우리 눈은 물체에서 반사되거나 산란된 빛을 감지해서 보인다고 인식하는데, 공기는 그 과정이 너무 미약해서 시각 신호로 잘 잡히지 않는 것입니다. 이 과정에서 중요한 현상은 산란인데요, 사실 공기는 빛을 아주 약하게는 분명히 산란시킵니다. 대표적인 예가 하늘이 파랗게 보이는 현상입니다. 태양빛이 공기 분자에 부딪히면, 파장이 짧은 파란빛이 상대적으로 더 많이 산란됩니다. 이것은 공기가 안 보이는 것 같지만 실제로는 빛과 상호작용하고 있다는 강력한 증거입니다. 다만 이 산란은 개별 분자 하나하나가 눈에 보일 정도로 강하지 않고, 넓은 공간 전체에서 누적되어 나타나기 때문에 하늘색처럼 간접적인 형태로만 인식되는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

우리가 어떤 물체를 볼 수 있다는 것은 그 물체가 빛을 흡수하거나 반사해서 눈으로 들어오기 때문입니다. 하지만 공기는 대부분 질소와 산소 같은 작은 분자로 이루어져 있고, 이 분자들은 가시광선 영역의 빛을 거의 흡수하지 않습니다. 또한 분자 크기가 매우 작고 밀도가 낮아서 빛을 눈에 띌 만큼 반사하거나 산란시키지 못을 거의 방해받지 않고 그대로합니다. 그래서 빛은 공기 속 통과하게 되고, 우리는 공기를 투명하게 인식하게 됩니다.

다만 공기가 전혀 빛과 상호작용하지 않는 것은 아닙니다. 아주 많은 양의 공기가 모이면 태양빛을 산란시켜 하늘이 파랗게 보이는 현상이 나타납니다. 이는 공기 분자가 짧은 파장의 빛(푸른색)을 더 잘 산란시키기 때문에 생기는 효과입니다. 따라서 공기 자체는 무색이지만, 대기 전체가 빛을 산란시키면서 색을 띠는 경우가 있는 것입니다.

즉, 공기가 보이지 않는 이유는 가시광선을 거의 흡수하지 않고, 반사·산란도 매우 약하기 때문에 빛이 그냥 통과해 버리기 때문입니다. 하지만 대기 전체가 모이면 산란 효과로 인해 하늘색처럼 간접적으로 보이는 현상이 나타납니다.