최근 수정 시각 : 2020-02-24 13:40:52

파일:Semi_protect1.png   로그인 후 편집 가능한 문서입니다.
파일:나무위키+유도.png   다른 의미에 대한 내용은 빛(동음이의어) 문서를 참조하십시오.

전자기파의 종류
감마선 X선 자외선 적외선 전파


1. 개요2. 어형3. 파장에 따른 분류4. 성질
4.1. 질량4.2. 파동성과 입자성4.3. 빛의 속력4.4. 밝기
5. 관념
5.1. 예외
6. 매체 묘사7. 관련 문서

1. 개요


Kurzgesagt – In a Nutshell. 빛이란 무엇일까?

물리적 의미의 빛과 일상 혹은, 추상적인 의미의 빛은 그 뜻이 다르다. 일상적인 의미에서 빛은 가시광선을 말하지만, 물리적인 의미에서 빛은 전자기파 그 자체를 의미한다. 예컨대 빛의 속도란 말을 물리학에 무지한 일반인들은 가시광선의 속도로 이해하지만, 물리학자들은 전자기파의 속도로 받아들인다. 다만 결국 가시광선도 전자기파의 일종이므로 결국 가시광선의 속도를 광속이라고 생각해도 수치적으로나 기초적인 물리학 정도 선에서는 맞는 말이긴 하다.

'빛'에 대해 가장 간단히 설명한 글 네이버포스트

2. 어형

언어별 명칭
영어 Light
한자
중국어
일본어 ひかり
프랑스어 Lumière
아랍어 نور
아이슬란드어 ljós
라틴어 Lux, Lumen
에스페란토 Lumo
러시아어 Свет
한국어 '빛'은 '비추다'/'비치다'의 어근과 관련이 있다. 오늘날에 '빛다'는 없지만 과거에는 '신-신다'류의 영변화(zero modification)이었을 수도 있다. , 살갗, 및 등 받침을 포함한 몇 안 되는 단어 중 하나이다. 단독형에서 '', ''과 동음이의어이다.

일본어 ひかり 역시 '빛나다'를 의미하는 光る의 명사형이다. 다만 동사 활용형이 아닌 경우 光라고 오쿠리가나를 쓰지 않는 것이 원칙이다.#

3. 파장에 따른 분류

전자기파의 파장(wavelength)과 주파수(frequency)는 반비례하여, 감마선은 파장이 가장 짧지만, 초당 진동수는 가장 크다. 색깔별로 파장이 다른데, 보라색이 파장이 가장 짧고, 빨간색이 파장이 가장 길다. 그래서 빨간색 계열을 장파장, 보라색 계열을 단파장이라 하고 중간 부분인 초록색 계열은 중파장이라고 한다.
파일:external/upload.wikimedia.org/605px-Linear_visible_spectrum.svg.png
색깔별 주파수와 파장
주파수 파장
보라668–789 THz380–450 nm
파랑631–668 THz450–475 nm
청록606–630 THz476–495 nm
초록526–606 THz495–570 nm
노랑508–526 THz570–590 nm
주황484–508 THz590–620 nm
빨강400–484 THz620–750 nm
일상적으로 말하는 빛, 즉 가시광선은 400nm에서 700nm 정도에 이르는 파장을 가진다. 전자기파 전체의 범위를 감안할 때 가시광선이 차지하는 비중은 매우 작다. 빛은 진공에서 초당 299,792,458m를 진행하며, 이는 1초에 지구 둘레의 일곱 바퀴 반을 도는 속도이다. 이러한 빛의 속도로는 태양에서부터 지구까지 약 8분이 걸린다. 음속보다 881742배 가량 빠른셈. 또한 빛이 1년 동안 이동하는 거리광년(light year)이라 한다. 1광년은 9,454,254,955,488,000m에 해당한다.

빛을 분산굴절시키면 색상이 파장에 따라 분산되어 나오는 것을 볼 수 있다. 자연현상 중의 하나인 무지개가 여기에 해당된다. 프리즘을 이용하면 같은 원리로 빛을 분산굴절시킬 수 있고, 인공 무지개가 만들어지는 것도 볼 수 있다.

이 영역에서 벗어나는 빛은 파장이 긴 쪽은 적외선, 짧은 쪽은 자외선으로 부른다.

4. 성질

빛의 연구는 고전 뉴턴 물리학에서 현대 물리학으로 넘어가는 중요한 과정이다. 뉴턴도 빛에 대해 여러 고민을 해 보았고, '빛은 입자이며 매우 작은 질량을 가져 측정할 수 없다' 라는 결론을 내린다. 그러나 이것으로는 빛의 회절현상을 설명할 수 없다는 것을 본인도 알고 있었기에 자신의 의견과 그 약점 모두를 프린키피아에 실었다.

4.1. 질량

빛은 광자로 구성되며 광자의 정지질량이 0이다. 아인슈타인특수 상대성 이론을 볼 수 있듯이 Eγmc2E \equiv \gamma{mc^2}[1][2] 물체의 운동속도가 빛의 속도에 가까워질수록 로렌츠 인자가 기하급수적으로 커지기 때문에[3] 빛의 속도로 이동하는 광자의 질량은 0이라고 한다. 정지질량이 0이기에 광자는 빛의 속도로 이동할 수 있는 것이다. 또한 여기서 유추할 수 있듯이 실수의 질량을 가진 물체는 충분한 에너지만 있다면 빛의 속도에 한없이 근접해가는 것은 가능하다. 그러나 빛의 속도에 도달하거나 넘어서는 것은 결코 불가능하다.

4.2. 파동성과 입자성

파일:attachment/빛/Light_duality.jpg
빛은 입자성과 파동성을 모두 지니고 있다. 빛의 입자성에 대해서는 광전효과를 참조하고, 파동성에 대해서는 이중 슬릿 실험을 참조하자.

우주에서는 매질이 없기에 파동같은 에너지는 전달될 수 없다. 그래서 처음엔 입자설이 정설로 받아들여졌지만, 토마스 영의 이중 슬릿 실험을 통해서 이중 슬릿에 단색광을 쐈을 때, 두 줄이 명확하게 그려지는 것이 아닌, 파동의 간섭현상이 나타났다. 그래서 한동안 빛이 파동이라고 정의되었으나 여전히 매질이 없는 진공상태 등에 있을때의 성질은 설명할 수가 없었고, 그로 인해서 빛의 성질을 놓고 갑론을박이 오가던 중에 아인슈타인에 의해 빛의 이중성이 증명되어 정설로 받아들여졌다. 물질파 가설의 등장에도 매우 큰 영향을 끼쳤다.

그러나 실상은 모든 물질이 그렇다. 빛, 혹은 전자 따위의 질량이 매우 작은 것들에서 그 성질이 두드러질 뿐이다.

4.3. 빛의 속력

진공에서 299,792,458 m/s. 지금까지 발견된 것들 중 가장 빠르다. 또한 빛의 속도는 모든 관성계에서 일정하다.[4] 자세한 내용은 특수 상대성 이론 참조. 이 특성을 이용해 본래 지구의 둘레를 바탕으로 정의되었던 1m를 광속으로 재정의하였다.

지금처럼 팽창되기 전의 초기 우주의 공간을 나아가는 빛의 속도가 현재보다 더 빨랐을 것이라는 이론이 제시되었다.#

4.4. 밝기

지구에서 볼 수 있는 빛 중에서 가장 강한 빛은 태양으로부터 나오는 빛이다. 하루 중 태양광이 비치는 시간대를 이라고 하고, 그렇지 않은 시간대를 이라고 부를 정도. 이는 태양이 우주에서 제일 밝은 별이기 때문인 것은 당연히 아니고, 태양지구에서 가장 가까운 항성이기 때문이다.

밤하늘의 별빛은 이유로 약해 보여서 인간 문명이 만든 빛에도 묻혀 잘 보이지 않는다. 실제로 육안으로 보이는 별은 태양보다 훨씬 밝다.

5. 관념

주로 선이나 진리, 행운, 아름다움 등 좋은 이미지를 지닌다. 흔히 신이나 천사, 선한 것 혹은 우월한 것이 이 속성과 상관된 경우가 많다. 최고의 도덕성을 가리키는 말이기도 하고[5], 흔히 미인을 가리키는 말 중에 '빛이 난다'는 말이 있는 것만 봐도 알 수 있다. 상반되는 개념으로는 어둠. 덤으로 빛이 무조건 선하다는 법이 없고 빛이 가진 안 좋은 면을 뜻할 때 이를 그림자라고 일컫기도 한다. 그 밖에 광학 관련 능력으로 등장하는 경우도 있다.

빛이 좋은 것으로 묘사되는 까닭은 사람의 본능과도 상관있다. 사람이라는 생물은 밤에는 눈에 보이지 않는 야생 동물이나 자연 재해 등의 위험에서 자신을 적절하게 지키는 것이 어렵지만, 낮에는 사물을 분명하게 식별하고 위험을 쉽게 간파할 수 있게 된다. 그래서 빛을 선으로 보게 된다.

별빛은 너무 약해 무슨 강한 힘을 쓰거나 하는 존재감은 별로 보여주지 않고 동화 같은 분위기를 만들어내거나 정신적 일깨움을 주는 정도로 그려진다. 아몬님께서 별빛으로 속삭이셨다....

5.1. 예외

단, 동전에도 양면이 있듯 모든 빛이 다 좋게만 묘사되지는 않는다. 햇빛은 상당히 좋게 묘사되지만, 달빛은 그 반대로 오히려 안 좋게 묘사되곤 한다. 언데드인 뱀파이어가 무슨 빛을 받으면 죽고, 짐승인간인 늑대인간이 달빛을 보고 각성하는 등.

오히려 어둠 계열이 바탕인 작품(바요네타 등)에서는 빛은 무조건 적대 세력으로 등장한다. 어둠 속성이면서도 어둠 속의 빛을 찾는 쪽도 조금이나마 존재한다.

6. 매체 묘사

밀리터리 쪽으로 가면 가지고 있던 손전등의 빛으로 적을 당황하게 만들고 제압한다는 묘사가 많이 나오는데, 실제로도 유용한 방법이다. 총기 악세사리로 자주 쓰는 슈어파이어는 시야 확보는 물론 이런 효과도 염두에 두고 있어서 미칠듯이 밝다. 이런 빛의 공격성에 극도의 소음을 추가한 것이 모두가 익히 아는 섬광탄. (단, 등장 시기는 섬광탄 쪽이 조금 더 먼저이다)

호러 분위기의 영상매체에서는 필히 줄여야 하는 존재이다. 다만 빛이 너무 없으면 진행이 너무 팍팍해지고, 반대로 빛이 너무 많으면 호러 분위기가 대폭 죽으므로 빛의 양을 잘 조절하는 것이 호러 연출법의 기본 수칙이다. 이외에도 빛이 없는 상황은 불안함과 공포를 유발하기 딱 좋아서 그런지 한창 밝을 땐 아무 일도 없다가 어두워지는 순간 숨었던 어둠의 습격자들이 들고일어나 희생자를 습격하는 것은 오래된 연출 기법 중 하나이다. CG기법에서도 밝은 장소보다 어두운 장소에서 CG작업이 더 표현이 쉽고 티도 잘 안 난다. 때문에 초기 영화 등은 대개 CG장면이 야간이거나 어두운 공간을 배경으로 삼은 경우가 많다.

6.1. 빛 속성

7. 관련 문서



[1] γ\gamma(감마)는 로렌츠 인자. γ11v2c2=11β2=dtdτ\gamma \equiv \frac{1}{\sqrt{1 - {v^2 \over c^2}}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^2}} = \frac{dt}{d\tau} 이렇게 생겼다.[2] 상대적이면 감마 값이 에너지를 구하는데 큰 영향을 주지만, 상대적이지 않다면 감마 값이 큰 영향을 주지 않는다.[3] 빛의 속도 100%로 운동할 때 로렌츠 인자는 1/0로 무한이 된다.[4] 비관성계-즉 가속하는 좌표계에서는 일정하지 않다.[5] 질베르, 뒤랑, & 진형준. (2007). 상상계의 인류학적 구조들.문학동네,2007,p224