함께하는 세상-해는 진짜 떠 오른 것일까

수평선 너머 바닷물을 붉게 들이며 하늘 위로 떠오는 일출장면은 장엄하다.

그런데 하늘위로 솟구치는 해는 떠오른 것이 아니라고 한다.

왜일까? 해가 있는 곳까지 달려갈 수는 없지만 PET병으로 그 원리를 알아볼 수 있다.

PET병의 마술세계로 들어가 보자.

◇준비물:PET병(투명한 것), 탁자, 책 몇 권(가능하면 같은 크기), 동전

◇실험 방법

1. 그림 1과 같이 탁자 위에 PET병이 들어갈 공간을 남긴 채 양쪽에 책을 쌓는다.

이때 앞 부분은 5.5cm 정도, 뒤 부분은 4.2cm 정도로 쌓는다.

2. 뒷 부분에 책 한 권 정도를 약간 뒤로 밀어 동전을 세운다.

(그림 1과 같이 앞에서 볼 때 동전의 끝이 보일 정도로 동전이 세워지면 된다)

3. 보고 있는 상태에서 쌓여진 책 사이에 물을 가득 채운 PET병을 천천히 넣으면서 변화를 살펴본다.

(동전이 보이기 시작하는가?)

◇주의할 점

1. PET병을 쌓아놓은 책 사이에 넣기 전 동전을 볼 때 동전의 끝이 보일 정도로 눈높이를 맞추어야 한다.

2. PET병을 천천히 밀어 넣는데 이때 시선이 달라지지 않도록 주의한다.

◇왜 그럴까?

그림 2와 같이 물이 가득 채워진 PET병이 볼록렌즈의 역할을 한 것이다.

동전에서 반사된 빛이 PET병을 지날 때 꺾이게 되는데 우리는 화살표 방향으로 직선으로 오는 것으로 느끼기 때문이다.

해가 다 뜨지 않은 상태에서 햇빛이 대기에 의해 꺾여서 우리 눈에 도달하게 되는데 그림 2와 같이 우리 눈은 빛이 꺾이지 않고 똑바로 오는 것으로 생각하여 해가 뜬 것으로 보게 된다.

◇조금 더 놀기

1. 물을 가득 채운 PET병을 바로 세우고 벽에 걸린 달력에서 약간 거리를 준 뒤 지나가면서 보자 어떻게 되는가?

2. 물을 가득 채운 PET병을 가지고 멀리 바라보는 친구의 눈을 보자 친구의 눈이 어떻게 보이는가?

이일형(대구교육과학연구원 과학탐구부 교사)