뿌리학습 · 중2 과학탐구 · 빛과 파동

빛의 굴절이란 무엇인가요?

빛의 굴절은 빛이 공기에서 물로 들어가는 것처럼 한 물질에서 다른 물질로 들어갈 때 경계면에서 진행 방향이 꺾이는 현상입니다. 물속에 담근 젓가락이 꺾여 보이고 물잔 속 동전이 떠 보이는 것이 굴절 때문입니다.

빛이 꺾이는 방향(경계면에 수직인 선 기준)
빛이 지나는 길	꺾이는 방향
공기 → 물·유리	수직인 선 쪽으로 다가서게
물·유리 → 공기	수직인 선에서 멀어지게
경계면에 수직으로 들어갈 때	꺾이지 않고 곧게 나아감

굴절과 반사는 어떻게 다른가요?

반사는 빛이 경계면에서 되돌아 나오는 것이고, 굴절은 경계면을 지나 다른 물질로 들어가면서 꺾이는 것입니다. 거울에서는 빛이 되돌아 나오므로 반사이고, 물이나 렌즈에서는 빛이 통과하면서 방향이 바뀌므로 굴절입니다. 두 경우 모두 각도를 잴 때는 경계면이 아니라 경계면에 수직인 선을 기준으로 삼습니다. 이 기준을 잡아 두면 꺾이는 방향을 판단하기 쉽습니다.

물속 동전은 왜 떠 보이나요?

동전에서 나온 빛이 물에서 공기로 나오며 꺾이는데, 눈은 빛이 들어온 방향 그대로 곧게 왔다고 여기기 때문입니다. 물에서 공기로 나올 때 빛은 수직인 선에서 멀어지게 꺾입니다. 눈은 꺾인 사실을 모르고 그 빛을 거꾸로 곧게 이어 보므로, 동전이 실제보다 얕은 곳에 있는 것처럼 보입니다. 물에 담근 젓가락이 수면에서 꺾여 보이는 것도 같은 까닭입니다.

렌즈도 굴절을 이용하나요?

네, 렌즈는 빛을 통과시키면서 굴절시켜 진행 방향을 바꾸는 도구입니다. 가운데가 두꺼운 볼록렌즈는 가까이 있는 작은 물체를 크게 보이게 해 돋보기에 쓰입니다. 가운데가 얇은 오목렌즈는 물체를 실제보다 작고 똑바로 선 모습으로 보이게 합니다. 다만 볼록렌즈는 물체를 어디에 두느냐에 따라 보이는 모습이 달라지므로, 언제나 크게 보인다고 외우면 안 됩니다.

이 단원 시험에서 묻는 것

학교 시험은 교육과정 성취기준을 바탕으로 출제됩니다. 이 단원의 성취기준은 다음을 할 수 있는지 확인하도록 정하고 있습니다.

[9과10-01]빛의 반사와 굴절의 원리를 이해하고, 물체를 보는 과정을 빛의 경로를 이용하여 표현할 수 있다.
[9과10-02]평면거울에서 상이 생기는 원리를 설명하고, 일상생활에서 사용되는 거울과 렌즈의 종류를 분류하고 상의 특징을 비교할 수 있다.

자주 하는 착각

착각 · 렌즈에서도 빛이 반사되어 눈으로 온다.

왜 헷갈릴까 · 거울과 렌즈를 모두 무언가를 보이게 하는 도구로 묶어 기억하기 쉽기 때문입니다.

바른 설명 · 거울은 빛을 되돌려 보내고, 렌즈는 빛을 통과시키면서 굴절시켜 방향을 바꿉니다.

착각 · 꺾이는 각도는 경계면을 기준으로 잰다.

왜 헷갈릴까 · 그림에서 가장 먼저 눈에 들어오는 선이 경계면이기 때문입니다.

바른 설명 · 입사각과 굴절각은 경계면에 수직인 선을 기준으로 잽니다. 경계면을 기준으로 삼으면 규칙이 맞지 않습니다.

착각 · 볼록렌즈는 언제나 물체를 크게 보이게 한다.

왜 헷갈릴까 · 돋보기로 쓰는 모습만 떠올리기 쉽기 때문입니다.

바른 설명 · 볼록렌즈는 물체를 어디에 두느냐에 따라 보이는 모습이 달라집니다. 크게 보이는 것은 물체를 가까이 둘 때입니다.

스스로 확인

빛이 공기에서 유리로 비스듬히 들어갈 때, 경계면에 수직인 선 쪽으로 꺾일까요, 멀어지게 꺾일까요?정답 보기

수직인 선 쪽으로 꺾입니다.

공기에서 물이나 유리로 들어갈 때는 수직인 선에 다가서게 꺾이고, 반대로 나올 때는 멀어지게 꺾입니다.

물잔 바닥의 동전은 실제보다 깊어 보일까요, 얕아 보일까요?정답 보기

얕아 보입니다.

동전에서 나온 빛이 공기로 나오며 꺾이는데 눈은 곧게 온 것으로 여겨, 실제보다 떠 있는 자리에 동전이 있다고 느낍니다.

이 단원, 내가 꺼낼 수 있는지 확인해 볼까요?

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