교실이 빛의 미로로?! 레이저와 안개가 만든 ‘빛의 발자취’가 너무 영롱한 건에 대하여.
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 하나의 실험입니다.
원래는 보이지 않아야 할 빛이 눈앞에서 또렷하고 선명한 한 줄의 빛으로 나타난다면 어떨까요? 마치 마법 같은 장면을 경험해 본 적이 있나요?
영화 속에서 레이저로 가득 찬 공간을 피해 움직이는 스파이 장면을 본 적이 있을지도 모릅니다. 하지만 실제 세계에서 빛은 아주 흥미로운 성질을 가지고 있습니다. 무언가에 부딪히지 않는 한, 빛 그 자체는 우리 눈에 보이지 않습니다.
예를 들어, 완전히 맑은 우주 공간에서 강력한 레이저를 쏘더라도 그 경로를 옆에서 볼 수는 없습니다. 우리가 빛의 존재를 느끼는 순간은 언제나 어떤 물체가 빛을 반사해 우리 눈으로 들어올 때뿐입니다. 이번에는 학교 교실이나 집에서 쉽게 구할 수 있는 도구를 사용해 이 “빛의 길”을 선명하게 드러내고, 빛의 정체를 확인할 수 있는 두 가지 방법을 소개합니다.
과학 실험 준비물
준비물은 아주 간단합니다.
・레이저 포인터
・칠판 지우개(분필 가루가 묻어 있는 것)
・분무기(물) 또는 포그 머신
방법 1: 칠판 지우개 가루로 빛을 잡아보자
첫 번째 방법은 교실에서 바로 시도할 수 있는 역동적인 실험입니다. 교실을 어둡게 한 뒤 레이저를 비추고, 그 공간에서 칠판 지우개를 “탁! 탁!” 부딪혀 보세요. 그러면 아무것도 없던 공기 중에 날카로운 빛의 검이 순간적으로 나타납니다! 공중에 떠다니는 미세한 분필 가루 하나하나가 빛을 반사하고, 그것들이 이어지면서 멋진 직선을 만들어냅니다. 이 현상은 과학적으로 빛의 산란이라고 불립니다. 특히 작은 입자 때문에 빛의 경로가 보이게 되는 현상을 틴들 현상이라고 합니다. 저녁 무렵 구름 사이로 비치는 ‘천사의 사다리’도 사실은 공기 중의 물방울과 먼지가 만들어내는 같은 원리입니다.
방법 2: 포그 머신으로 더 극적인 연출
분필 가루를 사용하는 방법은 간편하지만 청소가 번거롭고 먼지가 신경 쓰일 수 있습니다. 이럴 때 과학 실험에서 자주 사용하는 것이 바로 포그 머신입니다. 전용 액체를 안개처럼 분사해 주는 이 장치를 사용하면, 분필 가루보다 훨씬 오랜 시간 동안 빛의 경로를 관찰할 수 있습니다. 아래 영상도 함께 확인해 보세요. 마치 빛을 손으로 잡고 싶어질 만큼 환상적인 공간이 펼쳐집니다. 학생들도 “와!” 하고 감탄하게 됩니다.
포그 머신이 없다면 분무기로 물을 뿌려도 충분히 관찰할 수 있습니다.
더 재미있게 즐기는 방법: 거울로 빛을 조종하기
이 실험을 한층 더 흥미롭게 만들고 싶다면 거울을 활용해 보세요. 거울을 향해 레이저를 비추고 주변에 안개나 가루를 퍼뜨리면, 빛이 반사의 법칙에 따라 꺾이며 이동하는 모습을 선명하게 볼 수 있습니다. “빛은 직진한다”, “입사각과 반사각은 같다”라는 교과서 속 문장이 눈앞에서 아름다운 빛의 예술로 바뀌는 순간입니다. 빛이 숨기고 있던 모습을 직접 찾아보고 그 아름다움을 느껴보세요!
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６月のイチオシ実験！
レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験
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バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「 そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。 - ６月４日(木) 7:00〜 「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
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