d라이브러리

고무호스로 수족관 물 갈기

수족관 물을 바꾸는 일은 번거롭고 손이 많이 간다.좀더 쉽게 하는 방법은 없을까.

왜그럴까?

아무런 힘을 가하지 않는데도 호스에서 물이 계속해서 흘러나오는 이유는 무엇일까. 이는 기압과 중력 때문이다. 처음에 호스를 입으로 빨면 호스 내부의 공기가 없어지면서, 수면을 누르는 대기압에 밀려 통 속의 물이 빨대로 빨려 올라온다. 물이 거의 호스 끝까지 채워지면 빠른 동작으로 호스 끝을 막은 후 물의 높이보다 낮은 위치에 호수 끝을 놓고 손가락을 뗀다. 이때 중력의 위치에너지에 의해 호스 속에 있던 물이 흘러나오게 된다.

호스의 한쪽에서 물이 흘러나오면 그 부피만큼 호스 내부에 진공이 만들어진다. 따라서 기압차에 의해 물은 계속 호스 안으로 흘러들어가게 된다. 수족관의 물을 갈 때 이런 방법을 사용하면 쉽게 물을 전부 뺄 수 있다.

포물선 그리며 휘는 빛

포물선을 그리며 아래로 흐르는 물줄기 속에서 빛은 휜다.빛은 직진하는 성질을 가지고 있는데,물줄기에서는 성립하지 않는 것일까.

왜그럴까?

손전등 불빛의 일부는 물줄기를 따라 포물선을 그리며 진행한다. 물줄기가 땅에 닿는 지점에서 밝은 빛이 나오는 것을 확인할 수 있다. 빛이 물줄기를 따라 휘는 이유는 무엇일까. 그것은 전반사라는 현상 때문이다. 빛이 물줄기 내부에 들어가면 공기 중으로 빠져나오지 못하고 계속 그 안에서 반사를 반복해 물의 흐름에 따라 휘어지는 것이다.

여기에서의 물줄기는 광통신의 광섬유와 역할이 같다. 공기에 비해 광섬유의 굴절률이 크기 때문에 빛이 작은 굴절룰은 가지는 밖으로 나가지 않고, 그 경계에서 전반사하면서 광섬유 속을 통과한다.