D. 빛의 색

 사람들은 17세기까지 빛의 색은 없다고 믿었다. Descartes 역시 빛은 특정한 색상이 없는 백색이고, 프리즘을 통과하면서 나오는 무지개색은 프리즘 재질의 고유한 성질 때문에 일어나는 현상이라고 생각했다.

  하지만 Newton은 이와 같은 통념에 의문을 가지고 프리즘 2개를 이용한 실험을 고안하였다. 첫 번째 프리즘으로 백색광(당시 햇빛)을 여러 가지 색으로 구분한 후, 작은 구멍(slit)을 이용하여 구분된 여러 색 중 한 가지 색의 빛만을 선택하였는데, 이렇게 선택된 빛이 다시 프리즘을 지나가게 했더니, 빛의 색이 변하지 않는다는 사실을 알게 되었다. 만약 무지개 빛이 프리즘을 구성하는 물질에서 발생하는 것이라면, 두 번째 프리즘을 지난 후 다시 여러 가지 색으로 갈라졌을 것이나 한 번 프리즘으로 갈라진 빛은 두 번째 프리즘을 지나며 갈라지지 않았던 것이다. 이 실험의 결과는 백색광이 수많은 색의 빛으로 구성되어 있음을 주장할 수 있는 뒷받침이 되었고, 그 후에 많은 연구를 통해 빛의 색이란 전자기파의 파장을 사람의 시각이 느끼는 현상이라는 것을 알게 되었다.

  단색광(monochromatic light)이란 한 가지 파장만을 가지고 있는 빛이고, 다색광(polychromatic light)이란 여러 가지 파장을 가지고 있는 빛을 말한다. 백색광은 태양 빛처럼 가시광선 영역대를 모두 포함하고 있을 때를 지칭한다. 레이저는 단일 파장의 빛을 증폭시키는 구조를 가지므로 레이저에서 나오는 빛은 한 가지 색만을 가지게 된다. 하지만 최근에는 나오는 빛의 파장이 바뀌는 레이저와 태양 빛과 같은 백색광을 내는 레이저(supercontinuum laser) 등도 있다.

사진 3-5-D-1~2. Newton의 실험 스케치

참고문헌

1. 석현정, 최철희, 박용근. 빛의 공학: 색채 공학으로 밝히는 빛의 비밀. 사이언스북스 2013: 16-21.​

*1. Boyle D. Descartes' Natural Light Reconsidered. Journal of the History of Philosophy 1999; 37 (4): 601-12.
*2. Newton I. Opticks. 1st edition. London: Sam. Smith and Benj. Walford 1704: 124.
*3. Sabra AI. Theories of Light, from Descartes to Newton. CUP Archive 1981: 233-50.
*4. Westfall RS. The Development of Newton's Theory of Color. Isis 1962; 53 (3): 339-58.

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레이저의 구조와 원리