창문이나 안경을 보면 당연하다는 듯 안이 훤히 보이죠.
익숙해서 잘 느끼지 못할 뿐, 사실 꽤 신기한 현상이에요.
분명 단단한 물질인데, 왜 유리는 속이 보일까요?
유리는 빛을 막지 않아요
물체가 불투명해 보이는 이유는 빛을 반사하거나 흡수하기 때문이에요.
나무나 금속은 빛이 안으로 들어가자마자 여기저기 부딪히며 흩어져서, 반대편으로 거의 빠져나오지 못합니다.
그런데 유리는 달라요.
유리는 빛을 거의 흡수하거나 산란시키지 않고, 대부분 통과시키는 성질을 가지고 있어요.
이 때문에 유리 너머의 모습이 우리 눈에 거의 원래 모습 그대로 보이는 겁니다.
유리는 '정리된' 구조를 가지고 있어요
유리는 모래의 주성분인 규소(SiO₂)로 만들어지는데요.
아주 높은 온도에서 녹였다가 빠르게 식히면, 규소 원자들이 불규칙하지만 비교적 고르게 배열된 상태로 굳어집니다.
이산화규소(SiO₂)로 이루어진 유리는 내부가 아주 균질해서, 빛을 심하게 산란시킬 입자나 경계가 거의 없어요. 게다가 유리는 전자가 단단히 묶여 있고, 가시광선 에너지로는 전자를 들뜨게 할 수 없어 빛이 잘 흡수되지 않습니다. 그래서 가시광선이 큰 손실 없이 통과하고, 우리 눈에는 투명하게 보이는 거죠.
모든 유리가 투명한 건 아니에요
유리에 다른 물질이 섞이거나, 표면이 거칠어지면 상황이 달라집니다.
빛이 통과하는 도중 방향이 흐트러지면 유리는 반투명하거나 불투명해질 수 있어요.
뿌연 유리나 색유리는 빛이 산란되거나 일부 파장이 흡수되도록 만든 것이죠. 그래서 안이 흐릿하게 보이거나 특정 색으로 보이게 됩니다.
투명함은 '빛과의 궁합'이에요
결국 유리가 투명한 이유는, 빛을 잘 통과시키는 성질과 빛을 방해하지 않는 구조를 가지고 있기 때문입니다.
우리 눈에 투명하게 보이는 것은 아무것도 없는 게 아니라, 빛이 거의 방해받지 않고 지나가고 있다는 증거인 셈이에요.