즐거운 인생, 즐거운 물리

외국에서 판매하는 boomwhackers 라는 장난감이 있다. 

관을 두드렸을 때 관에 생기는 정상파의 파장은 관의 길이의 2배이다.

붐웨커는 관 끝을 막을 수 있는 마개도 판매하는데 마개를 막으면 관 안쪽에 생기는 진동은 폐관진동이 된다.

폐관진동은 같은 길이의 관에 생긴 개관진동보다 파장이 2배 더 길기 때문에 진동수는 1/2 로 줄어들어 한 옥타브 낮은 소리가 나게 된다.

 물리를 배우기 전 사진에 대해서 알아볼때는 색이 온도를? 했었다.

 빈의 변위법칙에 따르면 흑체가 방출하는 빛 중 최대 세기를 가지는 파장은 흑체의 온도에 반비례한다. 비례상수는 2.898*10^-3 m K 이다. 

빈의 변위법칙

빈의 변위법칙에 따라 나타낸 파장-세기 그래프, 색온도가 높아질수록 최대 세기 파장이 짧아진다.

 맑은날 태양의 색온도는 5500K 정도이다. 빈의 변위법칙으로 계산하면 이때 가장 세기가 센 빛의 파장은 527nm이다. 색으로 따지면 녹색에 해당하는데 대낮의 태양 색깔이 녹색으로 보이지는 않는다. 태양광선 중 가장 세기가 센 빛에 해당하는 것이 초록색인것이다. 물론 태양빛에서 보라색도 나오고 빨간색도 나오고 있는 중이다.

파장에 따른 색

 흐린날의 색온도는 6500K정도인데 약 446nm에 해당한다. 색으로 따지면 푸른색이고 저녁노을의 색온도는 1850K정도이다. 이에 해당하는 파장은 1566nm인데 우리가 볼수 없는 빛에 해당한다. 우리가 저녁노을을 볼수 없다는 의미는 아니고 가장 센 파장의 빛이 1566nm이다. 우리는 그중에 가까운 빛인 붉은색을 관찰하게 된다.

 우리 눈은 조명 상황에 따라 색을 다르게 인식한다. 때문에 착시현상이 나타나기도 하지만 여러 상황에서 적응하기 위한 수단이다. 그러나 들어온 빛을 그대로 기록하는 카메라는 광원에 따라 사진의 느낌이 크게 변하기 때문에 색을 보정해주어야 한다. 그래서 필름카메라는 앞에 색상 필터를 씌우고 디지털에서는 화이트밸런스 조절을 통하여 한다.

색온도(K) 파장(nm) 광원

1700 1705 성냥 불꽃

1850 1566 양초불꽃, 일출, 일몰

2700 1073 백열등

3300 878 백열등

3000 966 형광등(전구색)

3200 906 사진촬영용 램프

3350 865 사진촬영용 램프

4100 707 달빛

4150 698 달빛

5000 580 햇빛(수평) 형광등(주광색)

5500 527 햇빛(수직)

6000 483 햇빛(수직)

6200 467 제논램프

6500 446 햇빛(구름)

10500 276 LCD 스크린