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색채학1. 색의 정의와 물리적인 개념

by 청향 정안당 2020. 7. 15.

색채학1. 색의 정의와 물리적인 개념

* 색의 정의

, 색채에 관련된 다양한 학문이 존재하는 만큼 색에 대한 정의도 다양하다.

색이란, 일반적으로 색상. 명도. 채도로 구분되어 나타 낼 수 있는 사물의 성질을 이야기하며 빛깔이라고도 이야기한다.

또한 유채색과 무채색의 조합으로 이루어진 시지각적 속성으로 빨강, 주황, 노랑 등의 유채색의 색명과 흰색, 어두운 회색, 검은색 등의 무채색 색면을 조합으로 기술된다.

 

* 색의 물리적인 개념

색을 지각하기 위해서는 꼭 필요한 세 가지 조건이 있어야 하는데

첫 번째는 빛, 두 번째는 물체, 세 번째는 눈이 있어야 하며 이를 색채 지각의 3요소라고 불린다.

 

* 빛의 개념

빛은 전자기파이며 매질이 없이 전파를 한다.

빛은 전자기파의 일종으로 대략적으로 사람이 지각할 수 있는 380nm~780nm의 가시광선을 이야기하지만,

더 넓은 의미에서는 자외선과 적외선까지 포함하는 전자파 전체를 가리키는 경우도 있다.

380nm~780nm를 이야기하는 가시광선은 인간이 색감각을 일으킬 수 있는 빛의 범위를 이야기하며 매우 좁은 영역을 이야기한다.

이러한 가시광선은 뉴턴이 프리즘으로 빛을 쪼개서, 분광하여 발견하게 되었다.

또한 한번 분광(쪼개진 광)은 다시 분광되지 않기 때문에 "단색광"이라고 불린다.

단색광이 나열된 색의 띠를 "스팩트럼"이라고 하며 스팩트럼에는 파장의 크기에 따라서 장파장, 중파장, 단파장으로 나뉜다.

 

스팩트럼 안에 있는 장파장, 중파장, 단파장을 자세히 살펴보면, 장파장 역은 780nm~600nm를 이야기하며 대략적으로 빨간색과 주황색을 나타나며 굴절률이 작고 산란하기 어렵다.

중파장은 600nm~500nm의 파장을 가지고 있으며 노란색과 초록색을 띄며 우리 인간이 가장 밝게 느낄 수 있는 황록색, 555nm를 가지고 있는 파장이 중파장 영역이다.

마지막 단파장 역은 500nm~380nm의 파장을 이야기하며 파란색과 보라의 광원색을 가지고 있으며 

단파장은 장파장과 반대로 굴절률은 크고 산란하기 매우 쉬운 성질을 가지고 있다.

(굴절이란? 굴절은 파동이 매질에 의해서 가던 방향을 바꾸는 현상을 이야기하며 산란이란? 산란은 파동이 물체의 표면(입자)과 부딪혀 사방으로 흩어지는 현상을 이야기한다.)

 

* 뉴턴, 분광 실험을 하다.

1666년 뉴턴은 굴절현상을 이용하여 백색광을 분해하였다. 빛은 분광하기 위해서 필요한 장비는 프리즘이었다.

굴절이 작은 장파장인 빨강부터 빨강. 주황. 노랑. 초록, 파랑, 남색, 보라 순으로 광원색이 표현되었다.

실을 스팩트럼에서 빨강의 영역, 주황의 영역 등을 단정 지어서 이야기하기가 쉽지 않다.

뉴턴은 일곱 빛깔 무지개색으로 단순히 표현하였지만 스팩트럼을 조금이라도 자세히 살펴보면 그 안에는 무수히 많은 색들, 많은 색명을 가지고 있는 색들이 있기 때문에 정확하게 구분하고 나누기는 어려운 실정이다.

단순히 남색만 보더라도 파랑의 어두운 부분을 이야기하기 때문에 일곱빛깔 무지개 색에는 속하지 않는다라고 이야기한다.

 

* 빛은 입자일까? 파동일까?

뉴턴이 분광 실험을 진행했을 때 빛은 아주 작은 입자로 이루어져 있다는 것이 정설이었다. 하지만 영국의 토머스 영이 19세기 "빛의 이중 슬릿 실험"을 하면서 빛이 입자라는 정설이 깨지고 만다. 이후 과학자들은 빛은 입자이면서 파동이다라고 결론을 지었다.

 

* 빛의 반사

반사는 파동이 전달하는 물질인 매질에서 다른 매질로 전파해 갈 때 일부 파동이 진행방향을 바뀌는 현상을 이야기한다. 반사의 종류에는 정반사인 거울 반사. 확산 반사인 난반사가 있다.

대부분 우리는 빛의 반사와 흡수를 통해서 물체의 색을 알게 되는데 쉽고 간단하게 이야기해서 노란색 바나나는 스팩트럼의 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라색 중에서 노란색만을 반사하고 빨강, 주황, 초록, 파랑, 남색, 보라색을 흡수하기 때문에 반사된 노란색을 우리 눈에 자극을 주어서 바나나가 노란색으로 보이는 것이다.

 

* 빛의 흡수

위와 같이 빛이 물체에 닿으면 반사되는 빛 이외에 빛들은 모두 흡수가 된다.

 

* 빛의 투과

투과는 말 그대로 꿰뚫고 지나가는 성질을 이야기하는데

간단한 예로 유리나 투명 셀로판지로 세상을 보게 되면 이는 대부분 빛의 흡수의 성질보다 반사와 투과가 일어나며 유리나 투명 셀로판지로 보았을 때 실제 보는 것보다 약간 선명도가 떨어지는 부분은 투명 셀로판지에 약간의 아주 적은 양의 빛이 흡수되기 때문이다.

 

* 빛의 굴절

빛의 굴절은 뉴턴이 사용한 프리즘이 빛의 굴절현상에 의해서 나타나는 현상이며, 무지개 또한 굴절현상에 의해서 나타나는 현상이다.

 

* 빛의 산란

빛의 파동이 미립자 등에 충돌하여 운동방향을 바꾸고 흩어지는 현상을 이야기한다.

빛의 산란은 단파장일수록 산란율이 높고 장파장일수록 산란률은 낮다.

대낮에 하늘이 파란색으로 보이는 이유는 빛이 대기 중에 미립자등에 의해 지상으로 도달하기 전에 산란률이 높은 단파장이 모두 산란되어 우리가 그것을 보고 하늘이 파랗다고 느끼게 된다. (단파장은 보라와 남색, 파랑) 보라색도 산란되지만 우리 인간이 보라색보다 파란색에 대한 감도가 높기 때문에 하늘이 보라색이 아닌 파란색을 많이 지각하여 파란색으로 보이는 것이다.

 

노을이 질 때 하늘이 빨갛게 보이는 이유는 두꺼운 공기층을 두고 빛이 통과할 때 산란율이 높은 단파장 부분은 모두 산란이 되고 장파장 부분이 지표면까지 투과되어 도달하기 때문에 하늘이 빨갛게 보이는 것이다.

 

오랫동안 묵혔던 색채학을 다시 꺼내며. . .

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