당신은 어렸을 때 “왜 하늘이 파랗지?”라고 부모님께 질문한 적이 없을까. 아마도 많은 사람들은 제대로 된 답변을 받지 못하고 있을 것이다. 아이의 순진한 질문은 때로는 어른을 곤란하게 하는 것이다….
하지만 하늘이 파란 이유에는 명확한 답이 존재하고, 물어보면 중학생도 이해할 수 있다. (반대로 말하면 어른은 알고 있지 않으면 조금 창피한 일이 된다….)
다음으로 당신이 자녀에게 질문을 받았을 때 가슴을 펴고 대답할 수 있도록 이번 잡학에서 탄탄한 지식을 익혀둡시다.
하늘이 푸른 이유란?
하늘이 파란 이유는? 물체의 색은 빛의 색으로 결정된다!
하늘이 푸르른 이유를 한마디로 설명하기는 어렵지만 순서를 따라 설명해 나갈거야.
먼저 빛(태양광)의 색깔에 대해 설명하겠다. 우리 인간에게는 빛(태양광)이 무색투명하게 보인다. 그러나 실제로는 청색 빛이나 적색 빛 등 다양한 색의 빛이 포함되어 있는 것이다.
다양한 색의 빛은 물체에 반사함으로써 인간의 눈에 보이게 되고 그것을 색으로 인식할 수 있게 된다. 즉 물체의 색이란 우리 뇌가 빛의 색을 인식하고 있을 뿐일 뿐….
반대로 터널 등에 사용되는 나트륨 램프는 보이는 것을 모두 오렌지색으로 보이게 한다. 왜냐하면 나트륨 램프는 태양광과 달리 오렌지색 빛만을 포함하고 있기 때문이다. (터널 안이라면 하얀 차라도 오렌지로 보여버리는….)
하늘이 파란 이유는 대기 중에서 흩어지기 쉬운 빛의 색깔이기 때문이다.
다음으로 하늘이 푸른 이유로 빛에는 ‘파도의 성질’이 있음을 설명한다. 수면에 흔들리는 파도를 상상하면 알기 쉽다. 파도는 장애물에 부딪히면 장애물 뒤로 돌려고 한다. 이것을 파동의 회절이라고 한다.
빛(태양광)은 태양에서 지구로 닿는 과정에서 공기에 포함된 산소와 질소 등 다양한 분자(장애물)에 닿아 회절한다. 이로 인해 빛(태양광)은 공기 중으로 산란하는 것이다. 이 현상은 ‘레일리 산란’이라고 불린다.
또한 빛(태양광)에 포함되는 여러 가지 색의 빛은 각각 파의 파장(파의 폭)이 다르며, 파장이 긴 색부터 순서대로 나열하면 빨강·주황·노랑·초록·파랑·쪽·보라로 되어 있다.
이들 색 중 레일리 산란은 파장이 짧은 청·남·보라 색이 강하게 일어나기 쉽고 보다 대기 중으로 산란하기 쉽다. 즉, 대기 중은 파랑 쪽 보라색으로 덮여 있는 것이다.
다만 쪽빛 보라색의 파장은 인간의 눈에는 잘 보이지 않기 때문에 인간의 눈에는 하늘이 파란색으로 보인다는 것이다!
조금 어려운 이야기였을 수도 있지만, ‘왜 하늘이 푸르냐’는 의문은 누구나 품는 법이다. 이 이유를 분명하게 설명할 수 있는 사람이 된다면, 여러 사람에게 자랑할 수 있을 것이 틀림없다!
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