빛의 직진: 그림자가 생기는 이유와 거울의 반사
오늘 배울 것
- 빛은 곧게 나아간다 (빛의 직진)
- 그림자가 생기는 이유와 크기가 바뀌는 조건
- 거울에서 일어나는 빛의 반사
맑은 날 운동장에 서면 발밑에 까만 그림자가 따라다니죠. 그런데 그림자는 왜 꼭 해의 반대쪽에 생길까요? 비밀은 빛이 나아가는 방법에 있습니다.
빛은 곧게 나아간다
커튼 틈으로 햇빛이 들어올 때를 떠올려 보세요. 먼지 사이로 빛줄기가 반듯한 직선으로 보입니다. 빛은 곧게 나아가요. 이것을 빛의 직진이라고 합니다.
그림 1 · 준비 중
어두운 방, 커튼 틈 사이로 햇빛 한 줄기가 바닥까지 비스듬한 직선으로 들어옴. 빛줄기 안에 작은 먼지 알갱이들이 반짝이고, 빛줄기 옆에 자를 대 놓은 듯한 노란 점선과 '곧게!' 글자
그림자는 빛이 막힌 자리
빛이 곧게 가다가 물체를 만나면 어떻게 될까요? 빛이 통과하지 못하는 물체는 빛을 막습니다. 그러면 물체 뒤쪽에 빛이 닿지 않는 자리가 생겨요. 그게 바로 그림자입니다.
유리처럼 빛이 대부분 통과하는 투명한 물체는 그림자가 아주 연해요. 책처럼 빛을 통과시키지 않는 물체는 진한 그림자가 생깁니다.
그림자 크기는 바꿀 수 있어요. 아래 그림에서 손전등의 움직임을 보세요.
움직이는 그림 2 · 준비 중
흰 벽 앞에 곰 인형이 고정되어 있고 손전등이 오른쪽 멀리 있음, 벽에 작은 곰 그림자 → 손전등이 곰 인형 쪽으로 천천히 다가가고, 곰 인형 가장자리를 스치는 노란 빛 직선 두 줄이 점점 벌어지며 벽의 그림자가 커짐 → 손전등이 다시 멀어지며 그림자가 작아짐 (약 6초, 반복)
거울은 빛의 방향을 바꾼다
빛이 거울에 부딪히면 방향을 바꾸어 다시 나아갑니다. 이것을 빛의 반사라고 해요. 거울 속 내 얼굴이 보이는 것도, 얼굴에서 온 빛이 거울에 반사되어 내 눈으로 들어오기 때문입니다.
그림 3 · 준비 중
손전등에서 나온 노란 빛 화살표가 비스듬히 거울에 닿고, 닿은 곳에서 방향을 바꿔 반대쪽 위로 나아가는 노란 화살표. 들어가는 화살표에 '들어오는 빛', 나가는 화살표에 '반사된 빛' 이름표
거울에 비친 모습은 위아래는 그대로, 왼쪽과 오른쪽이 바뀌어 보여요. 오른손을 들면 거울 속 나는 왼손을 든 것처럼 보이죠.
딱 정리합니다.
확인 문제
1해가 운동장의 동쪽에 떠 있어요. 내 그림자는 어느 쪽에 생길까요?정답 보기
서쪽이에요. 그림자는 빛을 막은 물체의 뒤쪽, 곧 빛의 반대쪽에 생깁니다.
2벽과 인형은 그대로 두고 그림자를 더 크게 만들려면 손전등을 어떻게 옮겨야 할까요?정답 보기
손전등을 인형에 더 가까이 옮겨요. 빛이 곧게 나아가며 더 넓게 퍼진 뒤 벽에 닿으므로 그림자가 커집니다.
3거울 앞에서 왼손을 흔들면 거울 속 나는 어느 손을 흔드는 것처럼 보일까요?정답 보기
오른손이요. 거울에 비친 모습은 위아래는 그대로이고 좌우가 바뀌어 보입니다.
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