눈에 보이는 것은 정말인가요? 눈으로 볼 수 있는 원리는 무엇입니까? “아니, 그냥 눈에 보이는 것을 구분해서 살면 되는데 왜 그 원리를 찾으려는, 머리가 아프듯. “고대 철학자 가운데 눈에서 빛이 나게 보이는 것이라고 말한다는 것인데. 그건 있니?” 붉은 옷은 옷을 이루고 있는 물질이 원래 빨강이니 빛에 의해서 눈에 들어와서 빨간 아냐?””무지개의 색깔은 어떻게 알았어?”무지개는 왜 항상 반원으로 나타나니?왜 빨강-주황-노랑-초록-…” 이렇게 나타나고 있는가”고대 그리스의 위대한 철학자 아리스토텔레스는 색을 본래의 물체에 존재하는 색상과 그렇지 않은 겉보기 색으로 구분했습니다. 그는 물체의 제 색깔을 “본질적인 색”라고 부르며 본질적인 색은 빛이 없어도 유지된다고 생각했습니다. 근대 역학이 확립될 때까지 무게를 물체의 속성으로 보고 있었던 것처럼 빛을 물체의 본질적인 성질과 보는 관점도 오랫동안 계속되었습니다.
르네 데카르트(René Descartes, 1596~1650) 프랑스의 수학자, 물리학자, 철학자
이런 아리스토텔레스의 색 이론에 대한 의문은 17세기에 프랑스의 철학자이자 물리학자인 수학자인 르네·데카르트에서 의문을 제기하기 시작합니다. 그러나 데카르트도 다양한 색깔을 공간을 채웠다 매질(에테르)의 회전 속도가 다르기 때문에 나타나는 현상이라고 생각했습니다만, 이것은 오늘 드러난 색깔의 본질과는 거리가 먼 것이었습니다. 데카르트는 빛이 물체에서 나오고 공간을 갖춘 보이지 않는 매질(에테르, aether)을 지나서 눈에 전달되는 기계적인 현상이라고 보았습니다. 마치 지팡이를 통해서 맹목의 손에 전해지는 물체의 압력 같은 것이라는 것입니다. [에테르는 화학에서는 물질이 아니라 빛의 매질이라고 생각하고 있는 가상의 물질입니다. 눈에는 보이지 않는 무언가가 있는데 빛이 전달되려면 이런 매질은 필수입니다. 파동의 빛이 전달되기 위해서는 필수여야 한다 매질의 일입니다.
인기글
데카르트 무지개의 원리를 최초로 설명하다
또 빛이 다양한 색은 공간을 채웠다 매질의 회전 속도가 다르기 때문에 나타나는 현상에서 빨강과 파랑은 각각 가장 빠른 회전 운동과 가장 느린 회전 운동에 따른 것으로 해석했습니다. 재밌는 것이 아리스토텔레스는 무지개 빛 속에서 빨강이 가장 순수하다고 주장했대요. 데카르트는 1637년, 빛에 대한 “굴절 법칙”을 밝혔습니다. 무지개를 이해하기 위해서 물방울에 입사하는 수천개의 광선을 작도로 추적했대요. 그는 네덜란드의 천문학자 물리학자 스넬(Wilebrord Snel van Royen or Willebrand Snell, 1580~1626)와는 다르게 굴절의 법칙을 발견하고 이를 이용하고 무지개에 대해서 잘 설명할 수 있게 된 최초의 사람이 되었습니다. [TED강연:빛이란 무엇인가?]
오늘날 빛의 굴절 법칙은 1621년 네덜란드의 스넬(Snell)이 데카르트보다 먼저 발견한 것으로 확인되어 ‘스넬의 법칙(Law of Snell)’이라고 불립니다.하지만 스넬은 논문으로 공표하지 않았다고 합니다. 그러나 나중에 데카르트가 이론적으로 굴절의 법칙을 논한 것이 기회가 되어 세상에 알려지게 되었습니다.
중학생 때 빛의 굴절에 대해 배운 것을 기억하세요. 물이 담긴 컵 안에 연필이 휘어져 보는 것을 보면 스넬의 굴절 법칙이라고 생각하시면 됩니다. 데카르트나 스넬의 법칙을 분석할 필요는 없습니다. 우리는 과학사를 공부하고 있으며, 그들의 업적만을 쉽게 알아두세요. 빛이 가진 성질이 무엇인지 밝히는 역사적인 이야기만 기억하면 됩니다. ^^
아랍의 위대한 광학 이론의 대가 광학의 아버지 ‘이븐 알 하이섬(Ibnal-Haytham, 965?~1040?)’ 이야기를 시작합니다. 중세 시대에 이슬람은 천문학과 지리학이 매우 발전했습니다. 종교와 관련이 깊죠. 알라를 향해 매일 종교 의식을 치러야 하는 그들에게 방향은 중요한 삶의 지표였습니다. 그래서 천문관측기구가 발달했습니다. 광학(optical science)의 아버지. 이븐알하이섬(알하젠)이와 함께 눈과 시각 현상에 대한 많은 지식이 축적되면서 광학이 발전했습니다. 흥미로운 것은 광학의 발전에는 그들의 지정학적 위치와 관련이 있습니다. 사막 기후 때문입니다. 무덥고 건조한 사막 기후는 안과 질환을 많이 유발하고 눈병에 대한 연구와 치료가 많이 나왔습니다.이븐·알·하이삼과 광학의 책”광학의 책(The Book of Optics)”는#이븐·알·하이삼이 저술한 것으로 우리가 물건을 볼 수 있는 것은 “눈에서 나온 빛이 물건을 비춰서가 아니라 빛이 우리 눈에 들어오니”라는 것을 실험으로 증명했습니다. 과학은 실험으로 증명하는 것입니다. 그의 이들 증명은 근대적인 시각 이론의 형성을 위한 중요한 발견이었습니다. 그 외에도#무지개,#렌즈#거울 등 광학에 대한 그의 연구가 유럽의 과학자들에게 큰 영향을 주었습니다. 그의 책은 1270년에 라틴어로 번역 출간되어 유럽의 광학 연구에 지대한 공헌을 했습니다.이븐 알하이섬의 ‘광학의 서(The Book of Optics)’는 총 7권의 광학 연구본2015년은 유엔이 정한 ‘빛의 해’였습니다. 물리학에서 광학 발전에 필수적인 인물이 위 아랍 과학자 이븐 알 하이섬입니다. 그는 과학적 방법론을 최초로 구현했습니다. 광학서는 총 7권으로 구성된 광학연구서입니다. 대단하죠.유엔이 2015년을 세계 빛의 해로 정한 이유는 이븐 알하이섬의 광학 서가 출간된 지 1000년이 되는 해이기 때문이라고 합니다.이븐·알하이삼의 흔적은 현대 사회에서 필수적인 광학 기기이며 휴대 전화 속에 기본적으로 들어 있는 장치인#카메라에서도 볼 수 있습니다. 알하젱(Alhazen)라는 라틴식 이름으로 잘 알려 진 이븐·알하이삼가 쓴 빛과 사람의 눈에 관해서 연구한 『 광학의 책 』에는 태양 쪽을 직접 보지 않고 일식을 효과적으로 관찰할 방법이 쓰이고 있었습니다. ” 캄캄하게 닫힌 방 창문에 작은 구멍을 뚫고 그 사이로 햇빛을 받아들이면 빛은 방의 반대쪽 벽에 부딪치면서 거기에 태양의 모습이 비칠 것이다. 그러므로 눈부신 태양을 직접 보지 않고 벽에 비친 태양을 보고 있으면, 일식의 모습을 자세히 관찰할 수 있을 것”. 카메라의 유래는 이븐·알·하이삼의 고안한 실험 방법이다이렇게 어두운 방의 벽에 상을 비추는 방식으로 태양뿐 아니라 다른 풍경 등도 관찰할 수 있는 것이다. 이것은 오늘의 카메라, 특히 바늘귀 카메라와 같은 원리입니다. 오늘”#카메라”라는 말 자체도 여기에서 유래하고있습니다만, 알·하이삼의 책은 13세기 이후 라틴어로 번역되어 유럽의 사람들에게 널리 읽고 그의 일식 관측 방식은 라틴어로 ” 어두운 방”을 의미한다”카메라·오브·스큐ー라(Cameraobscura)”라고 불리게 되었대요. 카메라 오브 슥ー라을 알하이삼이 처음 고안한 것이 아니라 훨씬 전의 고대 그리스 시대부터 있었다는 설도 있지만, 정확한 광학 지식 기반 카메라 오브 슥ー라의 이용 법을 확립한 것은 그가 처음에 틀림 없다고 합니다.16세기에 간행된 카메라 옵스큐러의 이용 방법. 그림 출처 : 시마스 교사용 지도서알하이섬은 빛의 반사나 굴절의 법칙도 잘 이해하고 있었던 것으로 보이며, 빛을 무지개 색으로 분해하는 실험도 실시했다고 알려져 있습니다. 또 그림자가 생기는 원리, 일식현상, 무지개 등에 대해서도 자세히 연구해 빛의 물리적 성질을 어느 정도 밝혀냈습니다. 광학에 관한 그의 선구적인 업적은 이후 서유럽 과학자들에게 큰 영향을 주었고, 17세기경까지도 많은 사람들이 그의 책을 바탕으로 연구를 시작했기 때문에 알 하이섬을 광학의 아버지로 볼 수 있습니다.오늘은 과학혁명 이전의 광학 연구에 매진했던 세 명의 과학자에 대해 이야기했습니다. 프랑스의 데카르트, 네덜란드의 스넬, 그리고 광학의 아버지로 불리는 이븐 알 하이섬입니다. 특히 7권의 ‘광학의 서’를 출간한 이븐 알하이섬(알하젠)은 17세기 이후 유럽 광학이론에 크게 기여했고 카메라의 출발점이기도 했습니다. [이븐 알하이섬(라틴명 알하젠) 광학책 내용 중]오늘은 과학혁명 이전의 광학 연구에 매진했던 세 명의 과학자에 대해 이야기했습니다. 프랑스의 데카르트, 네덜란드의 스넬, 그리고 광학의 아버지로 불리는 이븐 알 하이섬입니다. 특히 7권의 ‘광학의 서’를 출간한 이븐 알하이섬(알하젠)은 17세기 이후 유럽 광학이론에 크게 기여했고 카메라의 출발점이기도 했습니다. [이븐 알하이섬(라틴명 알하젠) 광학책 내용 중]다음 시간에는 빛이 입자인지 파동인지에 대해 밝히는 뉴턴과 하위 한스에 대해서 알아보겠습니다. 수고 많으셨습니다。다음 시간에는 빛이 입자인지 파동인지에 대해 밝히는 뉴턴과 하위 한스에 대해서 알아보겠습니다. 수고 많으셨습니다。