기체는 눈에 보이지 않는데 기체가 빛을 어떻게 산란시켜요?
안녕하세요. 저는 레일리 산란을 공부하고 있는 학생입니다. 궁금한 것이 있어 질문드립니다.
제가 알기로 기체가 눈에 보이지 않는 이유는 분자의 크기가 매우 작고, 기체 입자가 빛을 산란하거나 반사시킬 정도로 밀집되어 있지 않기 때문에 눈에 보이지 않는 것이라고 알고 있습니다. 기체는 빛과의 상호작용이 매우 작은 것으로 알고 있습니다.
그런데 대기 중의 기체들이 빛을 산란시켜 하늘이 푸르게 보이는 것과 앞뒤가 다른 말 같아요…ㅜㅜ
기체들은 분명 빛과의 상호작용이 매우 작아서 반사, 산란을 할 수 없다고 했는데 어떻게 기체들이 빛을 산란 시키는 것일까요??
제가 내일 면접이라서 빠른 답변 부탁드립니다!!
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
기체는 눈에 보이지 않습니다. 하지만 빛을 산란시킬 수는 있는데요. 기체 분자들이 작은 크기임에도 불구하고, 빛과 작용하기 때문에 그렇습니다. 레일리 산란 현상에서는 기체 분자는 빛의 파장보다 훨씬 작지만 여전히 빛을 산란 시킬 수 있다고 합니다. 짧은 파장에는 더 많이 산란되기 때문에 하늘이 파랗게 보이는 현상입니다. 기체 입자들이 충분히 밀집되어 있지 않다는 것은 육안으로 밀도가 부족해 보이지 않는다는 뜻입니다. 빛을 산란시키지 않는다는 의미는 아닙니다.
감사합니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
기체가 빛을 산란시키는 현상은 기체 분자가 아주 작고 희박하게 존재하지만 여전히 빛과 상호작용할 수 있기 때문입니다. 빛의 파장이 기체 분자에 비해 크기 때문에 기체 분자에 의해 산란되는 빛은 주로 레일리 산란으로 설명됩니다. 이는 빛이 기체 분자를 통과하면서 어느 정도 방향이 바뀌며 퍼지는 현상입니다. 특히 대기 중 산소와 질소 같은 분자가 빛의 짧은 파장을 더 많이 산란시키므로 하늘이 파란색으로 보입니다. 기체가 빛과 직접적으로 강하게 상호작용하지 않더라도 수많은 기체 분자가 함께 존재할 때 그 효과는 누적되어 눈에 보이는 변화를 일으킬 수 있습니다. 이와 같은 과정을 통해 기체는 빛을 산란시킬 수 있습니다. 면접에서 잘 설명하시길 바랍니다. 행운을 빕니다!
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
질문자님께서 혼동하실 수 있는 부분입니다. 기체가 눈에 보이지 않는 이유는 말씀하신 것처럼 분자의 크기와 밀집도가 낮기 때문입니다. 그러나 기체 분자들도 빛과 상호작용합니다. 대기 중의 기체 분자가 레일리 산란을 통해 빛을 산란시킵니다. 이 현상은 주로 파장이 짧은 청색 빛을 산란시키기 때문에 하늘이 푸르게 보이는 것입니다. 기체 분자의 빛 산란 작용은 미세하지만 대기와 같은 큰 스케일에서는 상당한 영향을 줍니다. 면접 준비에 도움이 되길 바랍니다. 좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다. :)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
기체는 일반적으로 눈에 보이지 않지만 기체 분자들이 빛과 상호작용하여 산란을 일으킬 수 있습니다. 빛이 기체를 통과할 때, 특히 가벼운 분자들이 빛의 파장보다 작은 크기를 가지고 있어 이들 분자가 빛의 경로를 변경하는 방식으로 산란이 발생합니다. 레일리 산란은 이러한 현상의 대표적인 예로 주로 파란색 빛이 더 많이 산란되어 하늘이 푸르게 보이는 이유입니다. 또한 대기 중의 미세한 입자나 불순물도 빛을 산란시켜 가시성을 감소시키거나 색상을 변화시킬 수 있습니다.
안녕하세요. 구본민 박사입니다.
기체는 빛과의 상호작용이 거의 없다고 말할 수 있지만, 아예 없는 것은 아닙니다. 기체는 빛과 매우 미세하게 상호작용을 하며, 이 과정에서 발생하는 현상이 바로 빛의 산란입니다.
하는리 푸르게 보이는 이유는 기체 분자가 빛을 산란 시키기 때문입니다. 이 현상을 레이리 산란이라고 부르는데, 이는 기체 분자들이 특정한 파장(빛의 색)에 따라 다르게 산란 시키는 과정입니다.
레이리 산란의 원리: 빛은 전자기파로, 파장이 짧을수록 더 많이 산란됩니다. 태양 빛은 다양한 파장(무지개 색을 구성하는 파장)으로 이루어져 있지만, 파장이 짧은 파란색(약 400-500nm 범위)이 대기 중의 기체 분자들에 의해 더 많이 산란됩니다. 이 산란된 빛이 여러 방향으로 퍼져 나가고, 우리가 하늘을 봤을 때 그 파란 빛이 우리 눈에 들어와 하늘이 푸르게 보이게 됩니다.
파장이 긴 빛 (예: 빨간색)은 산란이 적기 때문에 대부분 직진하여 하늘보다는 태양 근처에서만 잘 보입니다. 이 때문에 해질녘에 하늘이 붉게 보이는 현상도 같은 원리로 설명됩니다.
기체가 눈에 보이지 않는 이유는 기체 입자들이 개별적으로는 충분히 큰 산란이나 반사를 하지 않기 때문입니다. 하지만 기체 분자들은 빛의 특정 파장에 반응하여 산란을 일으킬 수 있을 만큼의 상호작용을 하고 있습니다. 특히, 대기 중의 기체들이 빛을 산란시키는 방식은 개별 입자가 아니라 전체 대기층에서 이루어지는 산란 효과이기 때문에, 그 결과로 하늘이 푸르게 보이는 것입니다.
정리해 보면,
기체 분자들은 매우 작고 밀도가 낮아서 직접 눈에 보이지 않지만, 빛과 미세하게 상호작용하면서 산란을 일으킬 수 있습니다.
특히, 레이리 산란으로 인해 짧은 파장인 파란색 빛이 대기 중에서 강하게 산란되어 하늘이 푸르게 보이는 것입니다.
기체가 눈에 보이지 않는다는 것과 기체가 빛을 산란시켜 하늘이 파랗게 보인다는 사실은 다른 규모에서 일어나는 현상입니다. 즉, 개별 기체 입자는 눈에 보일 만큼 빛을 산란하지 않지만, 대기의 전체적인 효과로 인해 산란이 일어나는 것입니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 기체는 결국 온도에 의해서 물질들의 분자가 운동하면서 퍼지게 되는 것을 말합니다. 즉 분자들이 넓게 분포되어 있는데 이런 분자들이 빛과 부딪히면서 산란이 일어나는 것입니다. 또한 대기중에 불순물인 먼지나 수분등 다른 이물질에 의해서도 산란이 됩니다. 그런데 이런 빛의 산란도 모든 빛이 아니라 짧은 파장의 빛이 강하게 산란되고 긴파장은 산란이 잘되지 않습니다. 즉 짧은 파장인 파란색이 더 많이 산란되어서 우리눈에 더 많이 비추게 되면서 하늘이 파랗게 보이고 빨간색계열은 산란되지 않아서 우리 눈에 하늘이 파랗게 보이는 것입니다.