날이 덥나? 이상한 호기심이 - 빛의 공학 + 수준에 맞는 걸로

​  날이 너무너무 덥다. 괜히 나왔다는 생각이 나올 때마다 들지만 오늘은 도서관에 걷기운동 삼아 갔다. 1톤 트럭에 잡화를 파는 아저씨가 짐을 주섬주섬 다시 싼다. 경찰관이 세 명이나 나와서 더운지 그늘밑에 서 있다. 무슨 일인가 생각해보다 '아하, 요즘 칼부림 사태라 칼을 팔아서 그런가? 에휴 세상 참'이란 생각을 하며 도서관에 도착했다. 

 

 땀이 줄줄 흐르고, 더워서 산 아이스 아메리카노는 아이리 빨리 없어지노?  자리에 읽기로 한 한비자를 똬악 피고나니 정신이 없다. 아침부터 잔소리를 하던 형님 덕에 정신이 없긴하다. 결론은 난 제리, 본인은 불독, 레고는 예술이다라는 엉뚱한 결론만. 너무 더워서 신간 도서를 대충 보고, 검색대로 갔다. 얼마전 양자역학에 대한 유투브를 하나 보고 궁금한 것이 생겼다. 광학을 검색해 보니 여러가지 책이 나온다. 그래도 전화기로 검색한 것보다는 훨씬 얇은 책이다. 광학 기술이 원천 기술에 가깝다는 것은 익히 듣고보고 해서 알고 있지만 생각보다 복잡하다.  

 

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 처음 펼친 아이작 뉴턴의 광학은....말을 하지 않는 것으로. 산수 놓은지 30년이 되가는데 엄청나게 많은 수식이 나오는 것을 떠나 명제와 명제의 증명과 같은 글이 이어진다.  

 

 그래서 읽게 된 책이 '빛의 공학'이다. 빛은 발산하고 산란하고, 수정체를 통해 빛의 밀도를 모아 영상과 형상을 만드는 것이 핵심이다라는 말은 현상을 참 정밀하게 묘사한다. 그런데 광학과 관련된 책은 '태초에 신이 빛이 있으라'라는 글이 첫 페이지에 많이 나타난다. 고대에 빛을 분석하는 것은 신에 대한 모독이었다고 한다. 그래서 빛 자체가 아니라 광학과 같은 학문에 관심을 두었다는 말이 신기하다. 태양이 있으니 빛이 있는 것인데, 그럼 태양이 먼저냐? 빛이 먼저냐라는 신성모독성 생각이 떠오른다. 그말이 그말이라면, 요즘처럼 돋보기로 나만 족치는 것같은 날씨가 아니라 원망할 대상이 그 분이란 말이지? 나한테 왜이래.

 

 머리속에 있던 양자역학은 기억에서 사라지고, 그나마 이해를 더 해 보려는 볼록렌즈, 오목렌즈 편을 읽었다. 영상분석을 통한 딥러닝 학습이 보편화되고, 영상 원본의 왜곡을 줄이기 위해서도 광학은 중요하다. 개인적으로는 천체 망원경도 만들면서 100Km~100Km를 보는 망원경은 왜 못만들고, 인공위성에서 몇 십억 화소로 찍는 카메라는 힘들게 왜 만드는지 궁금하기도 하다.  

 

 역시사 수식이 많이 나온다. 피사체와의 거리, 상이 맺히는 광초점 거리, 렌즈의 길이와 초점거리를 통해 볼록렌즈는 배율이 나온다. 보통 확대하는 줌렌즈는 이런 볼록, 오목 렌즈들을 조합해서 만들기도 한다. 왜 망원렌즈, 대물렌즈 이런 구분이 있는지, 현미경등 다양한 기구들이 어떤 빛의 원리로 설명되는지 이해할 수 있다. 가끔 기술자료에서나 보던 굴절율, 개구수(글자 소리가..흠)등 여러가지를 다시 보고 병아리 눈물만큼 지식을 더한 것 같다.  

 

 뒤편에 색에 대한 부분도 나온다. 영상관련 일, 마케팅, 예술 쪽을 보면 RGB로 이루어진 빛의 조합은 참 제각각이다. 영상장비의 스코프에서 보던 아날로그 신호에서 왜 스코프상의 정확한 색상 위상이 나오는 영상장비가 하나도 없나 하는 생각이 있었는데, 오늘 생각해 보니 그게 당연한 것 같다. 사람 눈의 한계 아닐까??  두 점광원의 거리가 0.61입실론/NA(개구수)보다 작은면 빛분해가 불가능하고, 가시광선에서는 250nm까지가 가능하다는 레일리의 법칙부분까지 읽기로 했다. 숫자의 음수 개념이 10의 마이너스 12승(감마), 엑스선, 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로, 전파와 같은 구분을 보다 '어라?'라는 생각이 들었다. 전파가 빛인가? 

 

 얼마전에 본 유투브에서 양자역학이란 입자와 파동의 특성을 동시에 갖을 수 있다는 것이고, 이를 입증에서 아인슈타인이 노벨상을 받고, 다른 사람이 노벨상을 또 받았다. 하나는 입자의 특성을 하나는 파동의 특성을 밝혔다고 한다. 뉴튼의 절대적 기준과 달리 시간은 사람에 따라 상대적이라는 개념이라고도 나오던데.. 느낌과 측정은 다르지 않을까? 아우 머리 아프다.  

 

 이럴땐 좀​ 쉬운 책을 읽는 것이 좋다. 검색해서 쉽게 읽을 수 있다고 생각한 책은 어린이 도서관에서 찾으라는 검색 결과가 나온다. 어린이 책을 보는 것이 창피한 일이 아니다. 예전에 자유론 읽다가 풍이 올거 같아서 아이들 WHY책으로 대신 봤는데 도긴개긴이다. (애들 학대라는 생각이 들 정도로...) 그래도 아이들 책이 좋은 점은 핵심은 아주 확실하다는 점이다. 너무 더워서 어린이 도서관엔 가기 귀찮고, 청소년용으로 나온 책을 더 보기로 했다.

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Nature of Light 빛의 과학

편집부 저
뉴턴코리아 | 2013년 02월 (내 수준에 딱임)

 

 

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 ​ 이 부분을 읽다가 무슨 말인지 조금 이해가 된다. 짧은 파장으로 물체를 떼리면 전자가 튀어나오고, 하나의 전자가 여러 공간에 존재한다는 말이 나온다. 이 말은 시간을 멈추고 움직이는 의미와 같다는 생각이 든다. 플래시가 시간을 뛰어 넘은것처럼? 

 

 파동과 입계의 하이브리드 특성이 생기는 입계점과 조건을 찾는다면 엄청난 결과를 찾게될 것 같다. 마치 이성과 상상이 일체화되는 조건을 사람이 알고싶어하는 것과 다른가? 이거 알면 인생 로또지. ㅎㅎ 이런 복잡한 일들을 처리해서 인공위성, 무선통신의 세계가 열리고, 반도체에 미세공정으로 회로를 그리고 인간 세상에 도움을 준다. 양자컴퓨터를 통해서 엄청난 계산력을 보인다는 것은 이것을 어떻게 통제한다는 말인지 볼수록 궁금하긴 하다. 양자가 아들 둘이 아니고, 데려오거나 빌려준 자식도 아니고... 하여튼 과학의 세계도 깊이가 더해지면 믿느냐 안믿느냐의 단계가 되는듯. 하여튼 사무실에서 매일 양자역할 어쩌고 하는 사람의 말이 조금 더 이해가 된다.             

       

아이작 뉴턴의 광학

아이작 뉴턴 저/차동우 역
한국문화사 | 2018년 11월 (​이 책은 전문학도가 되고자 하는 분께...쏴리​)

 

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