7). 빛의 전자적 접근
우선 빛의 반사, 흡수, 투과는 물질 혹은 더 작게 들어가면 원자의 오비탈 성질에 따라 결정됩니다.
화학에서 다루는 오비탈이라는 것이 있습니다. 간략하게 말씀드리자면 전자가 확률적으로 분포하는 공간입니다.
이러한 오비탈에는 s,p,d,f 등의 오비탈이 있으며 각 오비탈 내에서도 또 세분화되어 각각의 특징을 가집니다.
이것들이 빛이라는 에너지원을 받게되면 화학에서 흔히 말하는 들뜬 상태가 됩니다.
그런데 아무런 빛이나 다 받는다고 들뜬상태가 되는게 아닙니다. 빛은 파장에 따라 가지고 있는 에너지가 다릅니다.
물질의 오비탈은 자기에게 에너지가 알맞는 빛만 흡수하여 그 에너지를 전자가 들뜬 상태로 만드는데 사용됩니다.
그리고 물체는 에너지를 마냥 받을수만은 없습니다.
에너지를 흡수한 만큼 내뱉어서 평형을 이루어야 하죠. 여기서 모든 빛을 먹자마자 뱉어내는 물체는 흰색을 가질 것이고,
모든 가시광선을 먹고 적외선으로 뱉어낸다면 검은색을 가질 것입니다. (여기서 검은 물체가 쉽게 뜨거워지는 이유가 먹은 가시광선을 거의 열 형태인 적외선으로 뱉기 때문입니다.)
그리고 오직 특정한 색만 흡수하고 나머지는 모두 통과시킨다면 색유리나 샐로판지가 되겠죠. (파란색을 모두 흡수한다면 상대적으로 보색인 빨간빛만 보내므로 붉은 색유리가 됩니다.)
그리고 굴절은 물질이나 분자, 원자와 같은 물질성으로 설명하기 보단 파동성으로 설명합니다.
빛은 이중성을 띠고 있어서 우리가 흔히 보는 물질성과 소리와 같은 파동성을 동시에 지닙니다.
또한 빛은 전자기파로서, 전기장과 자기장이 교대로 서로가 서로를 유도하며 진행해 나가는 파동입니다.
여기서 전기장이 자기장을 유도할 때와 자기장이 전기장을 유도할 때에는 유전율과 투자율이라는 것에 따라 진행 속도가 바뀝니다.
이 유전율과 투자율은 물론 물질의 특성이며 진공에서 가장 작고 흔히 굴절이 많이되는 물질일수록 큰 값을 가집니다.
그렇기 때문에 빛의 속도가 공기중에서와 물체속에서 달라져 굴절이 일어납니다.