물에 넣은 빨대가 휘어 보이는 건 왜일까요?
먼저 30초 만에 답을 알려 드릴게요.빨대 자체는 휘지 않았어요. 물속 빨대에서 나온 빛은 수면에서 공기로 나올 때 방향을 바꿔요(굴절). 그런데 눈과 뇌는 빛이 곧게 나아왔다고 보고 물체의 위치를 정하기 때문에, 물속 부분만 다른 곳에 있는 것처럼 보여서 수면에서 꺾인 것처럼 보이는 거예요.
빛이 온 방향에 물체가 보여요
물체가 보이는 건 그 물체에서 온 빛이 눈에 닿기 때문이에요. 우리는 빛이 온 방향에 물체가 있다고 느껴요. 빨대 중 물 밖으로 나온 부분의 빛은 공기 속만 지나서 눈에 닿기 때문에, 원래 자리에 그대로 보여요.
수면에서 빛의 방향이 바뀌어요
한편 물속 부분에서 온 빛은 물에서 공기로 나오는 곳에서 나아가는 방향이 바뀌어요. 이것을 굴절이라고 해요. 빛은 같은 물질 속에서는 곧게 나아가고, 방향이 바뀌는 건 물과 공기의 경계에서뿐이에요.
속도가 바뀌어서 방향이 바뀌어요
빛의 방향이 바뀌는 이유는 나아가는 속도가 바뀌기 때문이에요. 빛은 공기 속에서는 1초에 약 30만 킬로미터를 가지만, 물속에서는 약 22만 6000킬로미터로 느려져요. 비스듬히 경계를 지나면 속도가 바뀔 때 방향도 바뀌어요. 정면으로 지날 때는 느려지기는 해도 방향은 바뀌지 않아요.
눈과 뇌는 곧게 왔다고 생각해요
눈과 뇌는 빛이 도중에 꺾였다는 걸 알아차리지 못해요. 빛이 곧게 왔다고 보고, 빛이 온 방향을 그대로 뒤로 늘인 곳에 물체가 있다고 판단해요. 그래서 물속 부분은 실제 위치에서 어긋나 보이고, 수면에서 꺾인 것처럼 보여요. 물속 부분이 바깥보다 굵어 보일 때도 있어요.
더 알고 싶다면
- 빨대를 물에서 꺼내 보면 곧은 그대로예요. 휘어 보였던 건 빛이 지나는 길 때문이라는 걸 확인할 수 있어요.
- 물속에서 빛의 속도는 공기 속보다 느리고, 유리 속에서는 더 느린 1초에 약 20만 킬로미터예요. 빛을 많이 느리게 만드는 물질일수록 빛은 크게 꺾여요.
- 돋보기나 프리즘, 무지개도 빛이 방향을 바꾸는 굴절 때문에 생겨요. 우리 눈도 굴절을 이용해 빛을 모으고 있어요.
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물속 빨대가 꺾여 보이는 이유는?
정답 보기
- 빛의 방향이 바뀌어서
- 물이 빨대를 휘게 해서
- 물이 빛을 흡수해서
빛의 방향이 바뀌어서 물속에서 온 빛은 수면에서 방향이 바뀌는데, 눈과 뇌는 빛이 곧게 왔다고 여겨서 물속 부분이 어긋나 보여요.
물속에서 온 빛은 수면에서 방향이 바뀌는데, 눈과 뇌는 빛이 곧게 왔다고 여겨서 물속 부분이 어긋나 보여요.
다음 퀴즈 ›참고 자료
- Refraction and SightThe Physics Classroom (영어)
- Refraction of lightScience Learning Hub (University of Waikato) (영어)
- Bent PencilSchool of Physics, The University of Sydney (영어)
이 글은 2026-10-03 기준으로 위 자료를 확인하고 썼습니다. 연구가 진행되면 설명이 바뀔 수도 있습니다. 사진 출처는 각 사진 아래에 있습니다.
