물에 들어간 막대기가 왜 휘어 보일까요?

Question

수면에서 아래로 막대기를 넣으면 휘어 보이는데 이유가뭔가요? 왜 굴절 돼 있는것처럼 보이는 걸까요?알고계시면 답주세요 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

물속에서는 빛의 속도가 공기중 보다 약3/4로 감소하게 됩니다. 빛의 속도가 변하는 새로운 매질로 빛이 들어가거나 나올 때 입사각에 따라서 방향이 바뀌게 되는데 이것을 빛의 굴절이라고 합니다. 그래서 빛이 공기중에서 물로 들어가고 물에서 다시 공기중으로 나올 때 굴절이 발생해서 막대기가 휘어보이거나 물속의 물체가 더 크게 보이게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.

두 물질의 경계면으로 진행하는 빛을 입사 광선, 경계면에서 꺾여서 진행하는 빛을 굴절 광선이라고 합니다.

한편, 입사 광선이 법선과 이루는 각을 입사각, 굴절 광선이 법선과 이루는 각을 굴절각이라고 합니다.

물질로 입사한 빛이 굴절되는 정도를 그 물질의 굴절률이라고 하는데, 입사각이 같을 때 굴절각이 작은 물질일수록 굴절률이 큽니다. 예를 들어 빛이 공기에서 유리와 다이아몬드로 각각 입사할 때 입사각이 같더라도 굴절각은 다이아몬드가 유리보다 작습니다. 따라서 다이아몬드의 굴절률이 유리의 굴절률보다 큽니다. 굴절률은 물질마다 서로 다르므로 물질을 구별하는 데 이용하기도 합니다.

굴절에 의한 현상

물이 들어 있는 컵에 막대를 비스듬히 넣으면 막대가 꺾인 것처럼 보이고, 물속에 발을 담그고 있으면 원래보다 짧은 것처럼 보입니다. 또 물에 반쯤 잠긴 곰의 모습은 물의 경계면 위쪽보다 아래쪽이 실제보다 크게 보입니다. 이것은 모두 빛이 굴절되기 때문에 일어나는 현상입니다.

Answer 3

물에 들어간 막대기가 휘어보이는 이유는 물에서 빛이 굴절하기 때문입니다.

빛이 공기에 있다가 물에 들어가게 되면 매질이 변경되어 굴절하게 되는데,

이로 인해 막대기가 휘어지도록 보이게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 과학전문가입니다.

매질이 다르기 때문입니다. 공기와 물이라는 매질 변화에 의해서 막대기가 휘어서 보이게 되는겁니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

이유는 간단합니다. 굴절률 차이 때문입니다.

빛의 파동은 서로 성질이 다른 매질에서는 속도에 차이가 있다. 공기를 통과할 때의 속도와 유리를 통과할 때 속도가 다르다. 빛이 A매질에서 B매질로 통과할 때, 같은 파동이지만 다른 속도로 나아간다. 빛이 서로 다른 매질의 경계면을 통과하며 꺾이는 정도를 굴절률이라고 한다.

기준이 되는 매질을 진공이나 공기로 보고 진공에서 빛의 속도 와 어떠한 매질 중의 빛의 속도 v의 비 c / v를 어떠한 매질의 굴절률이라 표현하는 경우가 일반적이다. 같은 매질이라도 파동의 종류에 따라 전달 속도가 차이가 나기 때문에 굴절률도 다른 값을 갖게 되며, 마찬가지로 같은 매질을 진행하는 동일한 종류의 파동이라도 파장에 따라서 굴절률이 달라질 수 있다.

두 매질의 경계면을 진행하는 파동이 굴절되는 정도를 나타내기 때문에 굴절률이라 하며, 굴절도(屈折度)라 하기도 한다. 굴절률에는 절대 굴절률과 상대 굴절률이 있다. 절대굴절률은 진공에 대한 어떤 매질의 굴절률로 물질에 따라 다르며 표로 정해져 있다. 상대굴절률은 제1매질이 진공이 아닌 굴절률로 계산을 통해 얻을 수 있다.