색의 인식과 빛의 합성

색의 인식과 빛의 합성

목차

• 빛의 분산

• 빛의 합성

• 빛의 합성과 색의 혼합

• 시각 세포의 색인식

• 원뿔 세포에 따른 반응 감도

       고체의 에너지 띠 소리를 듣는 과정과 초음파

빛의 분산

백색광을 프리즘에 통과시킬 때 여러 가지 색의 빛으로 분리되는 현상으로, 빛의 파장에 따라 프리즘에서 굴절되는 정도가 다르기 때문에 일어남 →빛의 파장이 짧을수록 많이 굴절되므로 빨강 빛은 적게 굴절되고, 보라 빛은 많이 굴절됨

빛의 합성

빛의 3원색인 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)을 합하면 거의 모든 색의 빛을 만들 수 있음

빨강(R)+초록(G)=노랑(Y) 빨강(R)+파랑(B)=자홍(M) 파랑(B)+초록(G)=청록(C) 빨강(R)+초록(G)+파랑(B)=흰색

빛의 합성과 색의 혼합

빛이 합성될수록 반응하는 원뿔 세포들이 증가하여 빛이 더 밝아짐. 그러나 물감은 혼합될수록 흡수하는 파장대의 빛이 많아지므로 색이 더 어두워짐

 

시각 세포의 색인식

1. 시각 세포의 색인식

   눈의 망막에는 빛에 반응하는 시각 세포들이 분포하고 있어 빛을 감지함

2. 원뿔 세포

  시각 세포 중 색을 구별하는 원뿔 모양의 세포로, 약 650만 개가 분포함

3. 막대 세포

  시각 세포 중 명암을 구별하는 막대 모양의 세포로, 약 1억 2천만 개가 분포함

4. 빛에 대한 감도

 막대 세포가 원뿔 세포보다 뛰어나므로, 어두운 곳에서 색을 구별하지 못함

5. 원뿔 세포의 빛 감지

 빛의 색을 감지하는 원뿔 세포에는 빨강 빛을 감지하는 R 원뿔 세포, 초록 빛을 감지하는 G 원뿔 세포, 그리고 파랑 빛을 감지하는 B 원뿔 세포가 있음

6. 색을 인식하는 과정

 

각막 → 수정체 → 망막(시각 세포) → 빛을 흡수한 원뿔 세포에서 전기 신호 발생 → 신경 섬유 → 시각 신경 → 대뇌에서 신호를 처리하여 색 인식

 

원뿔 세포에 따른 반응 감도

 

1. 사람의 색 인식

• 사람은 빨강, 초록, 파랑(RGB)을 인식하는 세 가지 원뿔 세포만으로 다양한 색을 구별하여 인식할 수 있음. 색을 볼 때 세 가지 원뿔 세포가 얼마나 흥분했느냐에 따라 전기 신호의 크기가 달라지고, 대뇌에서는 이들의 전기 신호들을 종합하여 색을 결정하게 됨. 대뇌에서는 보다 다양하게 색을 결정하게 됨.

2. 우리 눈의 감각 기관에서 받아들이는 색에 관한 이론의 변화

• 뉴턴(1666년) : 우리 눈에 매우 많은 감각 기관들이 있어 각각의 감각 기관들이 각각의 색들을 감지한다고 생각하였음
• 토마스 영(1801년) : 빨강, 초록, 파랑(RGB)의 빛으로 다양한 색을 만들 수 있으며, 우리 눈에서 3가지 색을 감지하는 감각 기관이 있다고 제안하였음
• 헬름홀츠 : 빛의 3원색 이론을 주장하였음
• 존스 홉킨스 대학과 하버드 대학의 연구원(1964년) : 그래프와 같이 우리 눈의 감각 기관에서 3가지 색을 받아들인다는 실험 결과를 얻었음

관련문제

문제01

 

그림은 망막에 있는 시세포를 확대하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보기>

 

 

<보기> ㄱ. 원뿔 세포는 빛의 색을 구별한다. ㄴ. 막대 세포는 빛의 명암을 구별한다. ㄷ. 시각 정보는 시신경을 통해 빛 신호 형태로 뇌에 전달된다.

 

선택지

 

① ㄱ

② ㄷ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

 

정답 : ③

해설 : 시각 정보는 시신경을 통해 전기 신호로 뇌로 전달됨

 

문제01

 

그림 (가)는 흰 종이 위에서 빛의 3원색을 합성하는 모습을 나타낸 것이다. 이 결과가 그림 (나)와 같이 나타났으며, A, B, C는 두 가지 색의 빛이 겹쳐지는 영역이다. 그림 (나)의 A, B, C에 나타난 빛의 색을 옳게 짝지은 것은?

<보기>

 

선택지

	A	B	C
①	자홍	노랑	청록
②	자홍	노랑	주황
③	흰색	자홍	청록
④	노랑	자홍	청록
⑤	청록	노랑	자홍

 

정답 : ①

해설 : 빨강과 파랑이 합성되면 자홍이 되고, 빨강과 초록이 합성되면 노랑, 초록과 파랑이 합성되면 청록이 됨