물의 실제 색깔은 파란색이라고? 흡광도의 관점에서 알아보기

 

투명한 컵에 물을 따르면 물은 아무 색깔을 보이지 않는다. 그래서 물의 색깔은 없다. 라고 생각할 수 있지만, 이는 빛이 투과되는 깊이가 얕아서 그럴 뿐, 충분히 빛이 투과되는 길이가 길어지게 되면 실제 색깔인 푸른색을 보임을 알 수 있다. 

우리가 흔히 알고 있는 Beer-Lambert 법칙을 통해서 이를 더 자세히 설명할 수 있는데, 용액의 흡광도, Absorbance는 용액의 흡광계수 ε, 투과되는 셀의 길이 b, 용액의 농도 c를 통해서 A=εbc 라는 관계를 가짐을 알 수 있다.

가시광선 영역에서 셀에 넣고 측정하는 UV-vis spectrometer로 흡광도를 측정할 수 있지만, 여기서는 셀의 길이 b가 1 cm 정도로, 우리 눈에 어떤 색을 띠고 있다고 느껴질 정도가 아니라면 측정기기에서도 유의미한 가시광선 영역에서의 흡광도를 측정할 수 없다. 그렇기 때문에 실제 색을 알기 위해서는 이 b를 매우 늘리는 방법을 선택한다. 긴 통에 물을 담고 여기에 빛을 투과했을 때, 나타나는 흡광도를 통해서 실제 물의 색이 파랑색임을 알 수 있다.

빛의 보색 관계

우리가 색을 보는 원리는 우리 눈에 들어온 색의 보색을 그 물질이 흡수했고, 나머지 색에 해당하는 빛을 반사했기 때문에 보이는 것이다. 물의 경우에는 빛이 투과하는 길이가 늘어날 경우 붉은색 파장대의 빛이 흡수되는 것을 확인할 수 있다. 그러면 붉은색의 보색인 파란색이 우리 눈에 들어오게 되는 것이다.