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사막에서 신기루가 생기는 이유가 무언가요?

뜨거운 여름날 차를 타고 아스팔트의 도로를 달리다 보면, 앞 쪽 멀리의 도로에 물이 고여있는 것처럼 보일 때가 있다. 그러 나 물이 고여 있는 장소에 도착해보면 물은 볼 수 없고 다시 저 멀리에서 물이 고여 있는 것이 보인다. 이 현상은 사막에서 나 나타난다고 생각했던 신기루이다. ○ 빛의 속도 빛의 속도(약 3 x 108 ㎧)는 항상 같은 것이 아니라 통과하는 물질에 따라서 다르게 나타난다. 빛은 진공보다는 공기 중에서 더 느리게 진행하고 물을 통과할 때는 속도가 더 느려진다. 빛 이 통과하는 물질의 밀도가 클수록 속도는 점점 더 느려지게 된 다. 또한 빛은 다른 물질로 들어갈 때 경계에서 꺾이는 굴절현 상이 나타난다. 시냇가에서 물 속의 돌을 손으로 잡으려 하면 눈으로 보는 것 보다 물이 더 깊을 것을 알 수 있다. 이것은 공기 중에서 진행하던 빛이 물로 들어가면서 방향이 굴 절되어 실제보다 얕게 보이기 때문이다. 또한 투명한 유리컵 속 에 젓가락을 넣고 보면, 젓가락이 휘어져 있는 것처럼 보인다. 빛이 꺾이는 이유는 바로 공기 중에서 빛이 오는 속도와 물 속 에서 빛이 움직이는 속도가 서로 다르기 때문이다. 바로 빛이 진행하는 속도에 변화가 생기면 꺾이게 되는 것이다. ○ 기체의 밀도와 온도 찌그러져 있는 탁구공을 다시 원래의 상태로 돌리기 위하여 뜨 거운 물 속에 탁구공을 넣는다. 그러면 탁구공이 점점 부풀어오 르면서 찌그러진 것이 펴지는 것을 볼 수 있다. 이처럼 기체의 부피는 온도에 따라 달라지게 된다. 이와 같은 현상은 분자의 수는 변함이 없지만 온도가 높아질수록 분자의 운동이 활발해져 서 기체 분자 사이의 간격이 넓어지기 때문에 부피가 커지기 때 문이다. 기체의 부피가 커지게 되면 밀도는 작아지고, 반대로 기체의 부 피가 작아지면 밀도는 커지게 된다. 밀도는 질량과 부피의 비 로 표현되는데 질량은 변함이 없는 상태에서 부피의 값이 변화 되기 때문이다. ○ 신기루가 생기는 이유 아스팔트는 태양빛에 의해 쉽게 온도가 올라갔다가 밤이 되면 쉽게 온도가 내려가는 특성이 있다. 밤 동안에 공기가 차갑게 식어 있다가 낮이 되면 아스팔트의 위는 햇빛을 받아 유난히 더 뜨겁게 되므로 아스팔트 바로 위의 공기들은 뜨거운 열기 때 문에 부피가 커져서 아스팔트에서 떨어진 다른 곳의 공기에 비 하여 밀도가 작아지게 된다. 결국 공기의 밀도가 서로 다른 층 이 형성되는 것이다. 보통의 공기층을 통과하던 빛이 아스팔트 위의 밀도가 작은 공기층을 지나가게 되면, 빛의 속도가 빨라지 면서 방향이 휘어지게 된다. 사람의 눈에 물체가 보이는 것은 물체가 반사한 빛을 눈이 감지 하는 것이다. 위의 그림과 같이 나무에서 지면을 향하는 빛은 아스팔트 위의 뜨겁고 밀도가 큰 공기를 만나면서 속도가 빨라 지고 방향이 휘어지게 된다. 사람은 이 빛이 땅위에서 나오는 것으로 보게 되므로 땅에 비친 나무의 그림자를 보는 듯한 착각 을 하게 된다. 실제로 아스팔트에는 나무의 그림자가 아니라 푸 른 하늘이 비치는 것이다. 그리고 이 그림자가 계속 일렁이는 것은 아스팔트 위의 공기가 움직이고 있기 때문이다. 출 처 : http://www.science.go.kr/center/html/nsm04010602_15.html
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