[술술 논술] 빛의 반사와 굴절

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[술술 논술] 빛의 반사와 굴절

매일경제 | 기사입력 2007-08-17 15:38

◆통합논술 / 물리(자연계)◆

■ 다음 제시문을 읽고 논제에 답하시오.

가. 매끄러운 거울에 반사하는 빛은 입사각과 반사각이 같은 반사를 한다. 이때 입사 광선과 반사 광선은 동일 평면상에 있다. 이를 정반사라 부르는데, 이 때문에 우리는 거울에서 물체의 상을 볼 수 있다. 반면, 종이에 적힌 글씨를 각도와 관계없이 볼 수 있는 것은 불규칙한 종이 표면에서 빛이 여러 방향으로 난반사하기 때문이다.

나. 투명한 유리의 창을 통해 관찰자는 창 안쪽 모습과 창 너머 바깥 모습을 모두 관찰할 수 있다. 물체의 한 지점에서 반사된 빛은 유리면에 입사하여 일부는 굴절하고 일부는 반사된다. 관찰자 자신에게서 나온 빛이 유리면에서 반사하여 관찰자 눈에 도달하여 자신의 모습을 볼 수 있는 것이고 창 밖 물체에서 나온 빛이 유리면을 투과(굴절)하여 관찰자 눈으로 들어올 때 창 밖 장면을 보게 된다.

일반적으로 공기와 유리의 면에 수직으로 입사한 빛은 입사된 빛에너지 세기의 4%만큼 반사하게 되지만, 입사각이 증가할수록 반사율도 증가하게 된다.

만약, '투명 인간'이 존재한다고 가정했을 때 나타나는 현상과 문제점은 무엇일까?

투명 인간이 체온을 지닌다면 적외선을 방출하게 된다.

따라서 적외선 카메라 앞에서는 모습을 드러내고 만다. 또한 인간과 생화학적 결합이 이루어지지 않은 음식물과 노폐물, 오물 등은 보일 수밖에 없다.

게다가 투명 인간에게는 그보다 더 본질적인, 근본적인 문제가 있다. 그것은 투명 인간 스스로도 눈이 보이지 않는 것이다.

시각은 빛이 수정체를 통과하면서 굴절하여 망막에 상이 맺힘으로써 원추 세포와 간상 세포를 자극하여 이들이 전기 신호를 만들어 시신경을 통해 뇌로 보내야 비로소 이루어진다. 하지만 빛을 그대로 통과시키는 투명 인간은 빛을 굴절시키지도 상이 맺히게도 할 수 없다.

＜논제 1＞ '투명하다는 것'을 빛의 진행 경로와 관련하여 정의해 보고 '투명하다는 것'이 '보이지 않는 것'과 어떤 차이가 있는지 설명하시오. (50점)

＜논제 2＞ 투명한 유리 표면에 수직하게 입사한 빛은 약 4%가 반사되고 96%가 투과하게 된다. 하지만 이 유리 표면에 균일하게 반사 방지 물질을 입혀서 입사한 빛의 50%는 반사하게 하고 50%는 투과하게 하는 특수한 유리를 만들 수 있다.

이 특수한 유리의 한쪽과 다른 쪽 편에 있는 두 사람이 있고, 한 사람이 이 유리를 통해서 다른 사람을 볼 수 있지만 반대편에서는 상대방을 볼 수 없게 하는데 주로 이용된다.

이와 같은 성질을 갖는 특수한 유리가 한 방향으로만 보이도록 하는 것이 가능하도록 하는 원리에 대해 설명하시오. (50점)

■공동 출제 = 대성논술아카데미 / 대성교육출판 과목별 논술 교재 '다수'(多秀)