들어가며 꺾인다

물속으로 들어가는 순간

빛이 공기에서 물로 들어가면 방향이 꺾입니다. 물속에서는 빛이 1초에 약 22만 km로, 공기에서보다 4분의 1쯤 느려지기 때문입니다. 점선은 물방울 겉면에 수직인 선입니다. 이 선에서 59° 기울어져 들어온 빛이, 물속에서는 40°로 꺾여 가운데 쪽으로 기웁니다.

왜?운동장에서 여럿이 줄을 맞춰 걷다가 비스듬히 모래밭에 들어간다고 생각해 보세요. 먼저 모래에 들어간 쪽 사람들이 먼저 느려지고, 그 바람에 줄 전체가 방향을 틉니다. 빛도 물에 먼저 닿은 쪽이 먼저 느려져서 방향이 꺾입니다.

더 알기들어가는 빛의 약 6%는 겉면에서 바로 튕겨 나갑니다(희미한 선). 꺾이는 각도는 굴절 법칙(스넬의 법칙)으로 계산하고, 물질이 빛을 느리게 하는 정도를 굴절률이라고 부릅니다. 노란빛에 대한 물의 굴절률은 약 1.333입니다.

꺾이는 각도

59° → 40°

물속 빛 빠르기

1초에 약 224,840 km

겉면에서 튕겨 나가는 빛

약 6%

물의 굴절률 식(IAPWS, 20 °C)과 빛의 꺾임·반사 식으로 계산