글라스아트 도어벨

대상/인원 : 성인/10명


프로그램 진행과정

1. 오리엔테이션

: 사업 소개 및 프로그램 안내, 안전교육
: 참여 과학 커뮤니케이터소개

2. 글라스아트 도어벨에 관련한 과학 이론 강의

: 빛과 색에 관한 이론 설명

3. 도어벨 도안 및 시트지 오리기

: 종이도안을 잘라 원하는 시트지에 대고 그리기

: 시트지를 도안 모양대로 오리기

4. 시트지 아크릴에 붙이기

: 모양에 맞춰 시트지를 아크릴에 부착하기

5. 납선테이프 도안에 붙이기

: 테두리 및 모양에 맞춰 납선 테이프를 아크릴 위에 부착한다.

6. 고리 및 도어벨 연결

: 원하는 고리와 도어벨을 위치에 연결하여 마무리한다.

7. 작품 공유 및 마무리

: 자신의 디자인을 공유하고 진행 과정에서 알게 된 과학을 나누며 마무리



글라스아트 도어벨에 관련한 과학 이론

● 빛과 색


-색은 빛의 파장에 의해서 결졍

-가시광선(눈에 보이는 색) : 약 380-700nm의 파장


파장

380–450 nm

보라/파랑

450-500nm

파랑/청록

500-570nm

초록

570-590nm

노랑

590-620nm

주황

620-700nm

빨강


-빛이 물체와 만나면 일어나는 3가지 현상 : 흡수, 반사, 투과

1) 흡수 Absorption

분자나 전자의 에너지 준위와 맞는 파장은 흡수되어 사라짐.

2) 반사 Reflection

흡수되지 않은 파장은 반사되어 눈에 들어옴.

3) 투과 Transmission

유리, 아크릴, 필름처럼 투명한 재료는 일부 빛을 투과시킴.

예) 빨간 물체: 빨간 파장을 반사하고, 나머지는 흡수

투명 파란 필름: 파란 파장만 통과시키고, 다른 파장은 흡수

거울: 대부분 파장을 반사


-색은 반사광과 투과강에서 다르게 보임

: 같은 물질이라도 광원이 어디 있느냐에 따라 색이 달라보임


1) 반사광 (Reflective color)

빛이 앞에서 비춰 물체 표면에서 반사되어 오는 경우.

예: 벽, 종이, 일반 페인트

2) 투과광 (Transmitted color)

빛이 물체 뒤에서 비춰 투명한 재료를 통과해 눈에 들어오는 경우.

예) 스테인드글라스, 투명 필름, 트랜스루센트 아크릴

 

>>반사광과 투과광은 스펙트럼 분포가 다르다.

투과광은 더 좁고 선명한 스펙트럼을 가지며, 색이 더 진하게 보인다.


 -색이 달라보이는 추가적 요인

1) 조명 색온도(Color Temperature)

2700K: 노란빛 → 따뜻한 색 강조

5600K: 자연광 → 본래 색 정확

6500K: 푸른빛 강조

2) 조도(빛의 세기)

밝기가 증가할수록 세부 색조를 더 잘 구분함.

3) 배경색(Contrast effect)

주변 색에 따라 같은 색이라도 다르게 보임.

4) 인간 지각 특성(Chromatic adaptation)

뇌는 주변 조명에 ‘적응’하여 색을 상대적으로 해석.

색 작업(유리, 필름, 아크릴)을 할 때는 항상 “색온도 5000–5600K, CRI 95+ 조명”이 기준.



●글라스아트 투과광의 원리


1. 투과광 색의 핵심: “스펙트럼 필터링(Spectral Filtering)

빛이 투명 필름을 통과하면 다음 공식이 항상 작동

Tfilm(λ)=Iin(λ)×(1−A(λ))

- T(λ): 통과한 빛(투과광)

- Iin(λ): 들어온 빛의 원래 스펙트럼

- A(λ) : 필름이 특정 파장을 얼마나 흡수하는지(흡수 스펙트럼)

>> 원래 들어온 빛의 스펙트럼에서 특정 파장이 깎여나가고, 남은 것만 눈에 도달


2. 투명 필름에서 색을 만드는 과학적 요인 3가지

① 흡수 스펙트럼(Absorption Spectrum) – 염료 분자의 전자 구조

필름의 염료(organic dye)는 특정 파장을 가진 광자를 흡수한다.


② 두께 변화에 따라 광학 경로 길이 증가(Beer–Lambert 법칙)

투과광은 다음 법칙을 따른다:

I=I0e−α(λ)d

𝑑 : 필름 두께

α(λ): 흡수 계수

두께가 두 배가 되면,

→ 흡수량은 선형 증가

→ 투과율은 지수적으로 감소

즉, 필름이 조금만 두꺼워져도 색이 훨씬 강렬해진다.


③ 아크릴의 굴절률(1.49)이 투과광을 더 선명하게 만든다

아크릴(PMMA)의 굴절률은 약 n ≈ 1.49

공기(1.0)와 큰 차이 때문에 빛이 꺾이며 **광학 경로 길이(Optical Path Length)**가 증가

결과적으로 → 흡수도가 조금 더 강하게 드러나 색이 더 짙고 선명해진다.