🔬 오늘의 과학

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Day 346 — 투명

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🪟

유리는 왜 투명할까?

💬 짧은 답

유리의 전자 구조가 가시광선의 에너지를 흡수하지 못하기 때문이야. 빛이 유리를 그냥 통과해버려!

🔍더 깊이 알아보기

투명함의 비밀은 양자역학에 있어. 모든 물질의 전자는 특정 에너지 준위에만 존재할 수 있어. 빛(광자)이 물질을 만나면: • 광자의 에너지 = 전자가 올라갈 수 있는 에너지 간격 → 흡수! (불투명) • 광자의 에너지 ≠ 어떤 간격과도 맞지 않음 → 통과! (투명) 유리(이산화규소, SiO₂)의 전자 에너지 간격은 약 9eV야. 가시광선(1.7~3.1eV)은 이 간격을 뛰어넘을 에너지가 없어서 그냥 통과해. 하지만 자외선(더 높은 에너지)은 흡수돼! 그래서 유리창 너머로 일광욕해도 자외선 차단이 되는 거야. 금속이 불투명한 이유는? 금속 전자가 자유전자여서 모든 에너지의 빛을 흡수한 뒤 다시 반사하기 때문이야.

🤯이건 진짜 놀라워

유리는 엄밀히 말하면 고체가 아니야! '비정질 고체(무정형 고체)'라는 특수한 상태야. 분자가 규칙적으로 배열되지 않아서 액체 같은 구조를 가진 고체야. 옛날 성당의 스테인드글라스가 아래쪽이 더 두꺼운 건 유리가 수백 년에 걸쳐 천천히 흘러내리기 때문이라는 설이 있었지만, 실제로는 당시 제조 기술의 한계 때문이야!

🧪미션! - 오늘의 실험

유리컵에 물을 채우고, 유리컵을 물이 든 큰 그릇에 넣어봐. 유리와 물의 굴절률이 비슷해서 유리컵의 경계가 거의 안 보여! 투명한 물질이라도 굴절률 차이가 있으면 보이고, 같으면 사라진다는 것을 확인할 수 있어.

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