빛

빛은 사람의 눈으로 들어와 시각 신호를 만들어낼 수 있는 전자기파로서 파장 범위가 대략 400-700 nm인 것이며, 가시광(visible light)이라고도 한다. 더 넓은 뜻으로는 가시광에 파장이 더 긴 적외선과 파장이 더 짧은 자외선까지 포함한 전자기파를 뜻하기도 하며, 광학에서는 광파(optical wave)라고 한다. 아주 넓은 뜻으로는 전자기파 전체(라디오파, 극초단파, 적외선, 가시광, 자외선, 엑스선, 감마선)를 뜻하기도 한다(그림 1).

그림 1. 전자기파 스펙트럼 및 빛의 파장 범위 ()

눈으로 인식하는 빛의 특성은 밝기와 색깔이다. 밝기는 단위 면적에 단위 시간에 들어오는 빛 에너지의 양에 비례하는데, 빛을 감지하는 시세포의 광반응 특성이 세포의 종류와 파장에 따라 다르므로 조금 복잡하다.

빛이 눈으로 들어와 망막에 이르면 망막에 퍼져 있는 시세포가 빛을 흡수하여 전기 신호를 만들고, 이 신호가 시신경을 타고 시각중추로 들어가서 해석된다. 시세포에는 감도가 좋지만 쉽게 포화되는 막대세포와 감도가 조금 낮지만 세 가지 파장 대역에 따로 반응하는 원뿔세포가 있다. 막대세포는 한 가지이므로 빛의 색깔은 구분하지 않고 감도가 좋아서 어두운 환경에서 물체를 볼 수 있게 해준다. 새벽과 초저녁에 주위가 어두울 때의 우리 눈의 시각은 막대세포의 작용에 의한 것이다. 원뿔세포는 세 가지로서 각각 빨간빛, 녹색빛, 파란빛에 민감하게 반응하는데, 우리의 색 감각은 이 원뿔세포가 내는 신경신호의 세기의 비율을 바탕으로 생겨난다. 원뿔세포의 감도는 막대세포보다 낮으므로 밝은 곳에서만 반응한다.

그림 2. 빛의 색깔과 파장의 관계 ()