5월의 작은 선인장

빛의 색에 대한 단상

물리학에서 색은 빛이 우리 눈의 시신경세포를 자극하면서 느껴지게 됩니다. 사실 색이라는 것은 존재하지 않고, 전자기파가 우리 눈의 원추세포를 자극하면서 나타난 신호를 뇌가 색으로 인식하게 되는 것이다.
원추세포는 총 3가지 종류가 존재하는데 전자기파가 갖는 진동수에 따라서 각각의 원추세포가 흥분하는 정도가 다르기 때문에 색이 차별화 되는 것이다.

뉴튼은 단일한 색의 빛은 더이상 쪼개질 수 없는 것을 증명했다. 햇볕을 프리즘으로 분해한 뒤 슬릿을 이용해서 한 색의 빛만을 통과시킨 후 또다시 프리즘을 통과하게 함으로서 프리즘은 빛을 변화시키지 않는다는 것과 함께 단일한 빛은 더이상 분해되지 않는다는 것을 증명하게 된 것이다.
이 성질은 어떤 색들이든지 동일하게 나타난다.

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반면 빛에는 3원색이 있어서 빨간색, 초록색, 파란색이 그들이다. 우리 눈으로 보이는 모든 빛은 이 세 색을 어떻게 섞느냐에 따라서 만들어진다. 오른쪽 그림에서 보듯이 노란색은 빨간색과 초록색의 빛의 강도를 1:1로 섞을 때 나타난다. 빨간색과 파란색을 섞으면 다홍색, 초록색과 파란색을 을 섞으면 청록색이 된다. 빛의 삼원색을 똑같이 섞으면 흰색이 된다.
아무 빛도 비추지 않으면 당연히 검정색이 될 것이다. 명도는 색의 삼원색의 빛의 강도를 조절하면 바꿀 수 있다. 색을 유지하기 위해서는 색의 비율을 일정하게 유지해야 한다.

색이 섞이는 원리는 우리가 흔히 접하는 TV혹은 모니터 혹은 LCD를 보면 쉽게 알 수 있다.
이와 같은 각각의 영상기기들은 각각 빨간색, 초록색, 파란색으로 빛나는 발광소자를 아주 작게 만들어서 촘촘히 배열해 만든다. 각각의 발광소자들이 발광하는 원리는 각각의 기기마다 다 다르지만 색을 구성시키는 기본 원리는 다 같다.
우리 눈이 느끼는 빛의 강도는 모두 256단계다. 0은 빛이 전혀 오지 않는 단계이고, 256단계는 그 색의 빛이 최대한 느낄 수 있는 것이다. 이렇게 256단계로 구분되는 것은 빨간색, 파란색, 초록색이므로 모든 색(무채색을 포함)은 256*256*256가지 즉 24bit의 색(2^24=256*256*256)으로 표현될 수 있는 것이다.
이는 컴퓨터 프로그램을 짜거나 tag를 작성할 때 아주 유용하게 쓸 수 있다. 색상을 지정할 때 16진수 2개로 각각의 색 원소의 색을 지정해서 원하는 색상을 아주 세세하게 지정할 수 있는 것이다.
예를 들면 이런식으로....^^ ← tag의 색을 115599색을 지정한 예. 파란색에 가까운 것은 파란색 부분이 99라고 지정되어 있기 때문이다. 첫 두 숫자는 빨간색을, 두번째 두 숫자는 초록색을, 마지막 두 숫자는 파란색을 뜻하기 때문이다.

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색상이 순수한 빨간색으로 지정된 예!

이 글의 처음에 보면 뉴튼이 발견한 것은 같은 색의 빛은 분리되지 않는다는 것이다. 그렇다면 초록색과 빨간색을 섞어 노란색을 만들면.... 이 노란색은 나눠지지 않을까???
아쉽게다 다시 나눠진다.
빛의 색을 섞어 새로운 색을 만든다는 것은 실제 빛이 그렇다는 것이 아니라 우리 눈의 시신경중 원추세포의 흥분이 단일광에서 느껴지는 것과 비슷하게 되도록 만들어 뇌에서 착각을 하게 만들뿐이다. 따라서 물리학에서 다루는 색과 다른 분야에서 다루는 색을 이야기할때는 조시말 필요가 있다. 또 물리학자가 되기 위해서는 색맹이어서는 안 되는 이유가 여기에 있다. 물리를 공부할 때는 색을 구별하는 실험을 할 때가 많기 때문이다. (물론 화학에서도... 색맹이면 공부하기 힘들다.)

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무지개색 중 색의 혼합에 의해 색상이 있는 것처럼 보이는 색상은?

1. 주황
2. 초록
3. 남색
4. 보라

이 문제는 어떤 학교에서 나왔다는 문제이다. 색에 대해 글을 쓰려고 인터넷을 검색하다 접한 문제다. 뭔가 이상하다고 생각하는 사람이 있는가???
당연히..... 잘못됐다. 위의 글을 읽어봤으면 알겠지만....
무지개색은 모두 단일파장을 갖는 전자기파가 띄는 색이므로 모두 혼합색상이 아니다.
그러므로 답은 없다. 이 문제를 내신 선생님께서 창의적인 문제를 출제하려고 노력하신 것까지는 알겠는데.... 문제 출제에 앞서서 과학지식이 좀 부족했다고 생각된다. ^^

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참고로 색상의 3원색은 좀 틀리다.

색상의 3원색은 빛의 3원색과는 달리 빨간색, 노란색, 파란색이다. 이들을 섞으면 다른 색들이 나타나고, 모든 색을 혼합했을 때에는 검정색이 된다. (물론 검정이 된다는 것은 이론적인 것으로 여러가지 이유로 물감만으로 완전한 검정을 만들지는 못한다.)

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