2015년 고2 3월 학력평가 기출 지문 분석 및 배경 지식: 빛과 유리의 비밀, 유리는 왜 투명할까?

✨ 수능 국어 비문학 고득점을 위한 필수 배경지식: 유리는 왜 투명할까?

💡 "나무, 벽돌, 종이 같은 물질은 불투명한데, 왜 유리는 투명할까?"

우리는 창문, 스마트폰 화면, 자동차 유리 등 일상 곳곳에서 유리를 쉽게 접합니다.
많은 사람들이 "유리는 깨끗해서 투명한 것 아닐까?"라고 생각할 수도 있지만, 사실 유리가 투명한 이유는 빛과 원자의 상호작용 때문입니다.

유리와 물은 왜 투명할까 (이건 선생님도 궁금하네)

📌 오늘은 유리와 빛의 과학적 관계를 살펴보겠습니다.

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1. 빛과 색의 관계: 우리는 색을 어떻게 볼까?

✔ 빛은 우리가 세상을 볼 수 있게 해주는 중요한 요소입니다.

📌 사물을 보는 원리

• 모든 물체는 빛을 반사하거나 흡수하는 성질을 가짐.
• 예: 빨간 장미 → 빨간색(파장 620~750nm)의 빛을 반사하기 때문에 빨갛게 보임.
• 즉, 반사된 빛의 색이 우리가 인식하는 색.

📌 하지만 유리는?

• 나무나 벽돌 같은 물체는 일부 빛을 흡수하고 일부만 반사하지만,
• 유리는 대부분의 빛을 흡수하지 않고 그대로 통과시킴.
• 즉, 우리 눈에는 빛이 그대로 지나가는 것처럼 보여 ‘투명’하게 보이는 것!

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2. 유리는 어떻게 빛을 통과시키는가?

✔ 유리는 단순히 깨끗해서 투명한 것이 아님!
✔ 유리도 사실 빛을 흡수하고 방출하는 과정을 거침.

📌 유리 속 원자와 빛의 상호작용

• 유리를 구성하는 원자들은 빛의 에너지를 흡수했다가 다시 방출함.
• 하지만 가시광선 대부분을 그대로 방출하기 때문에 우리 눈에는 빛이 그대로 통과하는 것처럼 보임.

📌 즉, 유리는 가시광선을 대부분 통과시키기 때문에 투명하게 보임.

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3. 유리에서 빛이 느려지는 이유

📌 빛의 속력 변화

• 빛은 공기 중에서는 초당 약 30만 km(지구 7.5바퀴) 속도로 이동.
• 하지만 유리를 통과할 때는 속도가 감소함.

📌 왜 빛의 속도가 느려질까?

• 유리를 구성하는 원자들은 빛을 순간적으로 흡수했다가 다시 방출하는 과정을 반복.
• 이 과정에서 빛의 진행이 방해를 받으며 속도가 느려짐.

✔ 공기 중 빛의 속력 → 약 30만 km/s
✔ 유리 속 빛의 속력 → 약 20만 km/s
✔ 다이아몬드 속 빛의 속력 → 약 12만 km/s (밀도가 더 높아 속도가 더 느림)

📌 즉, 매질(물질)의 밀도가 높을수록 빛의 속력은 감소!

느려지느 빛

 

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4. 빛의 굴절과 분산: 무지개와 프리즘의 원리

📌 빛이 서로 다른 매질(공기 → 유리)로 이동할 때 방향이 바뀌는 현상을 ‘굴절(Refraction)’이라고 함.

✔ 실생활 속 빛의 굴절 예시

• 물속에 젓가락을 넣었을 때 휘어 보이는 현상.
• 안경 렌즈가 시력을 보정하는 원리.
• 물방울에 의해 빛이 무지개색으로 분리되는 현상.

📌 빛의 굴절 정도는 파장에 따라 다름!

• 보라색 광선(파장이 짧음) → 더 많이 굴절.
• 빨간색 광선(파장이 긺) → 덜 굴절.
• 이로 인해 프리즘을 통과한 빛이 빨주노초파남보의 색으로 분산됨.

✔ 즉, 빛이 굴절되는 정도가 다르기 때문에 프리즘을 통과하면 무지개색이 나타나는 것!

빛의 굴절과 프리즘

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5. 오늘의 핵심 요약

📌 유리는 왜 투명할까?
✔ 유리는 가시광선을 대부분 통과시키기 때문에 투명하게 보인다.
✔ 유리 속에서는 빛이 순간적으로 흡수·방출되는 과정이 반복되면서 속도가 감소한다.
✔ 빛이 다른 매질을 만날 때 굴절이 일어나며, 프리즘을 통해 빛이 분산될 수도 있다.

📌 유리와 빛의 관계는 단순한 개념이 아니라, ‘광학(光學)’이라는 물리학 분야에서 연구되는 중요한 원리!

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📖 수능 과학·물리 지문 대비 전략

✅ 핵심 개념 정리:

• 빛과 색의 관계 → 물체가 반사하는 빛의 색을 인식
• 유리의 투명성 → 빛을 흡수하지 않고 대부분 통과
• 빛의 속도 변화 → 매질(물질)의 밀도가 높을수록 속도가 느려짐
• 굴절과 분산 → 빛의 파장에 따라 굴절 정도가 다름

📌 문제 풀이 시 주의할 점:

• 각 개념을 분리하여 이해하고, 용어(굴절, 투과, 반사 등)를 정확히 구별.
• 지문이 설명하는 물리적 원리가 어떤 상황에서 적용되는지 분석.

📖 이제 ‘빛과 유리’ 관련 개념이 나와도 당황하지 않고 지문을 읽을 수 있을 것입니다!

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