실험으로 함께하는  과학놀이

                              강성기 지음 / 도서출판 바른사

제 8 장   재미 있어요

5.  도깨비 유리 컵

 

  이번에는 여러분이 마술사가 되어 동네 친구들 앞에서 해볼 수 있는 실험입니다. '수리수리 마수리'하고 마술을 외우면 큰 그릇 안에 있던 작은 그릇이 감쪽같이 없어진대요.

  동네 꼬마들은 '와!'하고 감탄을 할 거예요. 이럴 때 어깨에 힘 좀 더 주어도 되지 않을까요?

          

? 필요한 것은

큰 비커나 유리 그릇, 작은 유리컵, 아세톤(약국에서 구입), 동전, 나무 젓가락,

? 어떻게 할까요

1. 큰 비커나 유리 그릇에 물을 붓는다.

2. 나무 젓가락을 넣어본다.

3. 동전을 넣어본다.

4. 작은 유리컵을 넣어본다.

5. 물을 버리고 아세톤을 넣는다.

6. 작은 유리컵을 넣어 관찰하여 보자.

 

? 왜 그럴까요?

나무 젓가락이나 동전을 물을 넣은 유리컵에 담그면, 나무 젓가락이 꺾어진 모습으로 보이며 동전이 더 위로 떠오른 모습으로 보입니다. 빛이 공기 중에서 진행하다가 물 속으로 진행하면서 방향이 꺾이게 되기 때문에 생기는 현상입니다.

이와 같은 현상을 빛의 굴절(꺾임)이라고 하며 빛이 물체의 표면에 닿아 되돌아 나오는 현상을 반사라고 합니다. 우리가 물체를 볼 수 있는 것은 이와 같은 빛의 반사와 굴절 현상에 의한 것입니다.

유리 그릇에 물을 넣고 작은 유리컵을 넣으면 작은 유리컵의 모습이 보입니다.

그런데 아세톤을 넣은 작은 유리컵의 모습은 보이지 않는 이유는 무엇일까요? 위에서 설명한 바와 같이 굴절과 깊은 관계가 있답니다.

유리 내부는 공기보다는 밀도가 크기 때문에 빛이 공기 중에서 진행을 하다가 유리를 만나 굴절하는데 이때 굴절하는 정도를 굴절률이라고 합니다. 물의 굴절률은 1.33, 유리의 굴절률은 1.52정도로 물과 유리의 굴절률이 다르기 때문에 물을 넣은 작은 유리컵이 보이는 것입니다.

그러나 아세톤의 굴절률은 1.50정도이고 유리의 굴절률은 1.52정도로서 굴절률이 거의 비슷하기 때문에 아세톤 속의 작은 유리컵은 보이지 않게 되는 것입니다.

즉 빛이 아세톤을 통해서 직진하다가 유리를 만나도 굴절되지 않고 계속 직진을 하기 때문에 우리의 눈에는 아세톤만 보이고 유리는 보이지 않게 되는 것입니다.

이렇게 빛이 굴절하는 정도는 그 매질의 밀도와 관련이 있는데, 밀도가 크면 굴절률이 크고 밀도가 작으면 굴절률이 작답니다. 또, 유리컵의 굴절률에 따라 다소 차이가 있을 수 있습니다.