빛의 성질 과 빛의 현상 - 기초사진

빛의 성질 과 빛의 현상 - 기초사진

 일반적으로 빛은 사진의 기본이다. 사진은 빛의 패턴을 기록하는 것이고, 렌즈를 통해 들어온 빛을 측정하고 조절하는 것이 카메라의 기본적 메커니즘이다. 그러므로 빛의 본질적인 특성에 대한 이해는 사진매체를 이애하기 위해 필수적인 부분이다. 시신경을 자극해 상을 형상하는 역할을 하는 전자기파(electromagnetic)라는 용어로 표현하는데, 전자기파는 인간의 눈으로 볼 수 있는 가시광선 파장부터 눈으로 볼 수 없는 비 가시광선 파장까지 포함한다. 

가시광선과 비 가시광선

 가시광선은 380nm~780nm의 파장 영역에 속하는 것으로 매우 넓은 전자기파 영역 중 극히 일부 영역을 지칭한다. 국제규격에서는 "빛은 관찰자가 눈의 망막에 자극을 받아서 시각을 통해 인식하는 복사에너지의 양상이다" 라고 정의하고 있는데, 이런 측면에서 본다면 가시광선 영역이 진정한 의미의 빛이라고 할수 있다. 가시광선은 인간의 눈으로 관찰 가능한 빛의 일부 영역인 동시에 일반적인 사진 촬영에 사용되는 파장 영역이다. 비 가시광선은 가시광선을 제외한 모든 파장 영역을 지칭하는 것으로 자외선, 적외선, 감마선, X선, 마이크로웨이브(micro wave)등을 포함한다. 인간의 눈은 가시광선 영역만 볼 수 있지만, 필름이나 이미지 센서는 그보다 조금 넓은 자외선과 적외선 영역까지도 기록할 수 있다.(기기에 따라서)

빛의 성질

빛에 대한 대표 학설 과학자 사진 좌측부터 뉴턴(Newton, 1642~1727), 호이겐스(Huygens, 1629~1695), 맥스웰(Maxwell, 1831~1879), 헤르츠(Hertz, 1857~1984), 아인슈타인(Einstein, 1879~1955)의 초상과 사진.

 빛은 오랜 시간 동안 연구되어 왔지만 아직까지 완벽하게 이해할 수 없는 분야이다. 빛의 성질을 뒷받침하기 위한 대표적인 학설로는 입자설과 파동설이 있으며, 이 둘의 차이는 다음과 같다. 입자설은 빛은 작은 입자들이 모여 있는 것으로 보는 입장으로 뉴턴(Newton)이라는 위대한 학자가 입자설을 주장하면서 사회적으로 인정하는 분위기가 조성되던 시기가 있었다. 파동설은 빛을 파동으로 보는 입장으로 호이겐스(Huygenes)가 처음 주장하였는데, 이 이론으로 회절이나 간섭 같은 대부분이 빛의 특성을 실험으로 명쾌하게 설명할 수 있었기 때문에 많은 학자들이 파동설을 인정하는 부위기로 전환되었다. 그러던 중 아인슈타인이 빛이 금속에 닿았을 때 전자가 튕기는 광전현상을 발견하면서 입자설을 실험으로 증명하였다. 이를 계기로 아인슈타인은 파동설과 입자설을 절충한 양자이론을 주장하였으며, 이것이 빛을 성명하는 가장 부합한 이론으로 인정받게 되었다. 이후 양자역학이 성립되면서 빛의 이중적인 성격을 보다 명확하게 이해하게 되었으며, 현재 빛은 전자기파(electronic wave)라고 하여 기본적으로는 파장의 성질을 갖는 파동성을 바탕으로 하고 있으며, 원자적 관점에서는 광자(photon)라고 하는 빛의 입자가 다발로 묶여 있는 것으로 보는 입자설을 인정하는 절충된 이론이 정설로 인정받고 있다.

빛의 대표 학설 과학자

뉴턴(Newton, 1642~1727)-빛의 입자설 주장

호이겐스(Huygens, 1629~1695)-빛의 파동설 주장

맥스웰(Maxwell, 1831~1879)-빛이 전자기파의 일종이라는 이론 확립

헤르츠(Hertz, 1857~1984)-빛의 성질을 실험으로 입증

아인슈타인(Einstein, 1879~1955)-빛의 입자설과 파동성르 묶어 양자이론 확립