■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	CSI과학수사대 시각정보분석-빛과 색			실험 원리	과학수사, 빛의 합성, 물체의 색이 보이는 원리
실험 시간	30분	실험 분야	생물	실험 방법	4인 1조, 조별실험
실험키트 구성	CSI과학수사대 도안, 현장감식 자료, 파리의 발생단계별 분류스티커
교사준비물				학생준비물	필기도구, 가위
실험 결과	학생 1인당 각자 CSI 과학수사대카드와 명예요원증, 색관찰판 1개씩 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 목격자의 증언은 셔츠 색이 지시되지 않았습니다. 선생님께서 아이들에게 고지해 주시면 됩니다. 세 가지 경우를 바로 아래에 소개합니다. TIP 2. 혹시 색관찰판으로 관찰한 색이 답안과 다르게 보이더라도 색을 느끼는 주관적 관점이 있을 수 있고, 투명필름이 정확히 삼원색을 표현하지 못하여 조금씩 다르게 관찰될 수 있음을 지도해 주시기 바랍니다.

[사전 준비활동]

‘보석도난사건’ 교재의 4쪽에 먼저 목격자 진술을 채웁니다. 선생님께서 아래 세 가지 경우 중에서 한 가지로 선택 후 알려주시고 학생들이 빈 칸을 채우도록 지도해 주세요.

그 외에도 다음의 세 가지 경우가 더 있습니다. 다만 목격자의 증언이 두 가지 뿐이고 나올 수 있는 유력한 용의자도 두 명이 될 수 있습니다.

물체와 색

일상생활에서 우리들이 경험하는 사물들은 모두 색을 가지고 있는 것처럼 보이지만, 실제로 물체의 색은 색채로서 지각되기 이전에는 물리적인 빛의 상태에 있다. 그러나 우리들이 물체의 색을 볼 수 있는 것은 물체가 빛을 받으면 표면에서 일정한 파장의 빛만을 반사 또는 투과하고 나머지는 흡수하려는 성질을 가지고 있기 때문이다. 이러한 일정한 파장에 대한 반사 또는 투과 비율의 차이에 따라 사람의 눈에는 물체의 색이 각각 다르게 보이는 것이다.

물체의 대부분은 물체 자체가 색을 발하지 않고 빛을 반사하거나 투과하여 색을 나타내는 물체색(object color)이지만, 물체가 스스로 빛을 발산하여 색을 나타내는 광원색(light source color)도 있다.

물체색에는 불투명한 물체의 표면에 비친 빛이 반사되거나 흡수되었을 때 나타나는 표면색(surface color)과 투명한 물체에 비친 빛이 투과되어 나타나는 투과색(transparent color)이 있다. 예를 들어, 불투명한 물체의 표면에 빛이 비칠 때 파장이 긴 빨강의 범위만을 반사시키고 나머지 파장을 흡수하게 되면 빨간 물체로 보이고, 짧은 파장인 파랑의 범위만을 반사시키고 나머지 파장을 흡수하게 되면 파란 물체로 보이게 되는 것이다. 만약 투명한 물체의 표면에 빛이 비칠 때 빨강 파장의 범위만 투과시키면 빨간 유리로 보이고, 가시광선의 모든 파장을 투과시키면 창유리와 같이 빛깔이 없는 것처럼 보인다.

하지만 우리가 느끼는 대부분의 물체색은 한 가지 파장에 의해 색이 생성되는 것이 아니라 다양한 파장의 반사, 흡수, 투과 등이 동시에 일어나 여러 가지 색으로 보인다. 대부분의 빛의 파장을 반사시켜 버리면 그 물체는 희게 보이고, 반대로 대부분의 빛의 파장을 흡수하게 되면 그 물체는 검게 보인다. 그러나 빛의 파장을 완벽하게 반사시키거나 흡수하는 물체는 없으므로, 대개 88% 정도 반사하면 흰색, 3% 정도만 반사하면 검은색으로 간주한다.

이 외에도 거울처럼 완전 반사를 통하여 표면에 비치는 경영색(mirrored color), 특정한 파장의 강한 반사를 통하여 금속 표면에 나타나는 금속색, 유리병처럼 어느 정도의 부피를 차지하는 3차원의 투명 물체색인 공간색, 물체의 표면이 막으로 입혀져 있어 빛의 간섭이 일어나 채색된 줄무늬가 생기는 간섭색, 아침, 저녁노을 같은 미립자에 의한 산란으로 보여 지는 산란색 등이 있다.

물체색이 보이는 원리

빛 파장을 전부 반사 (흰색으로 보인다)

빛 파장을 전부 흡수 (검은색으로 보인다)

빛 파장 모두를 균등하게 많이 반사 (밝은 회색으로 보인다)

빛 파장 모두를 균등하게 조금씩 반사  (중간 회색으로 보인다)

빛 파장 중 빨강만 반사하고 나머지는 흡수 (빨간색으로 보인다)

빛 파장 중 빨강만 투과  (빨간색으로 보인다)

빛 파장 중 빨강만 조금 반사  (어두운 빨간색으로 보인다)

빛 파장 중 빨강은 많이 반사 나머지는 균등하게 조금씩 반사  (빨간 회색으로 보인다)

[네이버 지식백과] 물체와 색 (color, 2007. 3. 10., 형설출판사)

물체의 색을 보는 원리

① 불투명한 물체를 보는 원리 :

물체가 반사한 빛의 색으로 물체가 보인다.

→ 물체와 같은 색의 빛만 반사하고 나머지 빛은 흡수한다.

빨간색 사과에 백색광을 비출 때

사과는 빨간색 빛만 반사하고 나머지 빛은 흡수한다.

→ 사과가 반사한 빨간색 빛만 우리 눈에 들어오므로 사과는 빨간색으로 보인다.

→ 물체가 모든 빛을 반사하면 흰색으로 보이고, 모든 빛을 흡수하면 검은색으로 보인다.

② 투명한 물체를 보는 원리 : 물체를 통과하는 빛의 색으로 보인다.→ 물체와 같은 색의 빛만 통과시키고 나머지는 흡수한다.

파란색 셀로판지는 파란색 빛만 통과시키고 나머지 색의 빛은 흡수

→ 셀로판지를 통과한 파란색 빛만 우리 눈에 들어오므로 셀로판지가 파란색으로 보인다.

→ 물체가 모든 빛을 흡수하면 검은색으로 보이고, 모든 빛을 통과시키면 투명하게 보인다.