신기루 현상은 빛의 굴절에 의해 나타나는 현상이다.
신기루 현상을 설명하기 위해 프로그램으로 만들어 보았다.
아래 링크에서 실행하면 된다.
https://sciencej1.cafe24.com/html5/mirage/mirage.html
<사용방법 및 간단한 설명>
(1) 신기루 현상 설명을 누르면 아래쪽에 간단한 신기루에 대한 설명이 나온다.
(2) 눈을 위아래 또는 좌우로 드래그 하면 어느 순간에 신기루 현상을 볼 수 있다.
- 빛이 공기중에서 굴절되는 현상이 우리가 생각하는 것 보다 크지 않기 때문에 지표면 가까이에서만 굴절을 볼 수 있다. 또 가까이 다가가면 굴절되는 빛을 볼 수 없기 때문에 신기루가 사라지는 걸 볼 수 있다.
(3) 신기루는 가열된 지표면 공기와 상층부 공기의 온도차이 때문에 생긴다. 지표면 온도를 조절해 가면서 신기루 현상을 관찰할 수 있다. 지표면과 상층부 공기의 온도차이가 없으면 신기루 현상은 나타나지 않는다.
- 온도차이가 클수록 신기루 현상을 더 잘 볼 수 있다.
(4) 신기루 현상과 실제 물표면에서 보이는 현상을 비교해 볼 수 있다.
- 우리는 신기루 현상을 오아시스가 있는 것처럼 착각하는 경우가 있다. 이는 경험에서 비롯 된 것이다.
우리는 나무가 땅속에 거꾸로 보이는 것을 본 적이 없다. 아니 이런 현상은 상상도 할 수 없다. 하지만 이런 경험이 있다. 고요한 호수 표면에서는 건너편 나무가 호수표면에 반사되어 땅 속에 거꾸로 있는 것처럼 본 적이 있을 것이다.
그래서 빛의 굴절 때문에 땅 속에서 나무가 보이게 될때, 우리는 그곳에 오아시스나 호수가 있다고 착각하게 되는 것이다.
- 재미있는 건 신기루는 가까이 가면 사라진다. 호수표면은 가까이 가면 더 잘 보인다.
(5) 광선표시를 누르면 반사되거나 굴절되는 빛의 경로를 볼 수 있다.
- 결국 중요한 것은 빛이 눈으로 들어와야 보인다. 그리고 우리는 빛이 직진한다고 생각하기 때문에 눈으로 들어오는 빛의 경로를 따라가서 그 끝에 물체가 있다고 착각하게 된다. 그게 신기루 현상이다.
- 조금만 위로 올라가도 굴절되는 빛이 눈에 도달하지 않기 때문에 우리는 신기루 현상을 볼 수 없다.
<수업시간 활용 방법>
물체를 본다는 것은 물체에 반사된 빛이 눈으로 들어 와야 볼 수 있다.
나무 끝 부분에서 나온 빛은 눈으로 들어오기 때문에 항상 나무를 볼 수 있다.
나무에서 반사되어 지면으로 향하던 빛이 반사되거나 굴절되어 우리눈으로 들어오면 바닥에서 나무를 볼 수 있다. 이때 우리는 빛이 우리 눈으로 들어온 방향만 알 수 있다. 어떻게 빛이 우리 눈으로 들어왔는지는 알 수 없다. 따라서 최종적으로 빛이 눈으로 들어온 방향을 따라가서 그 끝에 나무가 있다고 느끼는 것이다.
따라서 반사되거나 굴절되거나 최종적으로 눈으로 들어오는 빛의 방향이 같다면 우리는 빛이 들어온 방향 끝에 나무가 있다고 느끼게 된다. 그래서 굴절되어 들어온 빛도 반사되어 들어왔다고 착각하게 되는 것이다.
빛은 서로다른 매질을 지나갈때 굴절이 일어 난다. 공기의 온도가 높을수록 빛의 속력은 빨라지기 때문에 사막처럼 지표면이 뜨거운 곳에서는 상층부 공기와 온도차이 때문에 지면으로 향하던 빛이 위쪽으로 굴절이 잘 일어나고, 그결과 신기루를 보게 된다.
밤에는 신기루를 볼 수 없다. 지표면의 온도나 상층부의 온도나 별로 차이가 나지 않기 때문에 빛이 굴절되지 않기 때문이다.
그렇다면 우리나라에서 신기루를 볼 수 있을까? 불행하게도 우리나라는 산지가 많아 지평선을 보기 힘들고, 지표면의 온도도 생각보다 높지 않기 때문에 예전에는 신기루를 볼 수 없었다.
만약 우리나라에서도 지표면 온도가 충분히 뜨거워 진다면 사막처럼 신기루를 볼 수 있을 것이다.
다행인지 불행인지 최근에는 사막처럼 지표면이 뜨거워 지는 곳이 생겼다. 바로 검은색으로 칠해진 도로다.
그래서 더운 한낮에 직선으로 곧게 뻗은 도로에 가면 누구나 멀리 보이는 신기루를 관찰 할 수 있다. 도로가 검은색일 수록 더 잘 보인다. (가까운 거리에서는 절대 신기루를 볼 수 없다. 먼 거리에서만 보인다.)
잘 안보인다면 시선을 낮춰서 보면 된다. 앉아서 눈을 최대한 도로면에 가까이 가져가면 먼 거리에 생기는 신기루를 더 잘 볼 수 있다.
실제 도로면에 생긴 신기루를 촬영한 모습이다 .아래 링크에서 볼 수 있다.
도로면에 생기는 신기루
신기루는 사막에서나 생기는 것으로 알고 있다. 사막에서 길을 잃은 사람들이 먼곳에 물이 고여있는 오아시스를 발견하고 달려가 보면 고여있던 물이 사라져 버린다 라고 말하는 것을 들어본적
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