물에 넣은 빨대가 휘어 보이는 건 왜일까요?

코하쿠
코하쿠물컵에 넣은 빨대, 수면에서 꺾여 보이지 않나요? 하지만 빨대는 곧은 그대로랍니다.
30초 만에 알아보는 답
코하쿠먼저 30초 만에 답을 알려 드릴게요.

빨대 자체는 휘지 않았어요. 물속 빨대에서 나온 빛은 수면에서 공기로 나올 때 방향을 바꿔요(굴절). 그런데 눈과 뇌는 빛이 곧게 나아왔다고 보고 물체의 위치를 정하기 때문에, 물속 부분만 다른 곳에 있는 것처럼 보여서 수면에서 꺾인 것처럼 보이는 거예요.

물이 든 컵에 비스듬히 넣은 빨대. 수면에서 꺾인 것처럼 어긋나 보인다
수면에서 빨대가 꺾인 것처럼 어긋나 보여요.사진: User Bcrowell on en.wikipedia / CC BY-SA 3.0 / 위키미디어 공용

빛이 온 방향에 물체가 보여요

물체가 보이는 건 그 물체에서 온 빛이 눈에 닿기 때문이에요. 우리는 빛이 온 방향에 물체가 있다고 느껴요. 빨대 중 물 밖으로 나온 부분의 빛은 공기 속만 지나서 눈에 닿기 때문에, 원래 자리에 그대로 보여요.

수면에서 빛의 방향이 바뀌어요

한편 물속 부분에서 온 빛은 물에서 공기로 나오는 곳에서 나아가는 방향이 바뀌어요. 이것을 굴절이라고 해요. 빛은 같은 물질 속에서는 곧게 나아가고, 방향이 바뀌는 건 물과 공기의 경계에서뿐이에요.

속도가 바뀌어서 방향이 바뀌어요

빛의 방향이 바뀌는 이유는 나아가는 속도가 바뀌기 때문이에요. 빛은 공기 속에서는 1초에 약 30만 킬로미터를 가지만, 물속에서는 약 22만 6000킬로미터로 느려져요. 비스듬히 경계를 지나면 속도가 바뀔 때 방향도 바뀌어요. 정면으로 지날 때는 느려지기는 해도 방향은 바뀌지 않아요.

코하쿠
코하쿠빛은 물속에서 공기 속보다 천천히 나아가는군요.

눈과 뇌는 곧게 왔다고 생각해요

눈과 뇌는 빛이 도중에 꺾였다는 걸 알아차리지 못해요. 빛이 곧게 왔다고 보고, 빛이 온 방향을 그대로 뒤로 늘인 곳에 물체가 있다고 판단해요. 그래서 물속 부분은 실제 위치에서 어긋나 보이고, 수면에서 꺾인 것처럼 보여요. 물속 부분이 바깥보다 굵어 보일 때도 있어요.

그림: 빨대가 어긋나 보이는 원리
물공기실제 위치보이는 곳눈수면에서 빛의 방향이 바뀐다눈과 뇌는 곧게 왔다고 본다

더 알고 싶다면

  • 빨대를 물에서 꺼내 보면 곧은 그대로예요. 휘어 보였던 건 빛이 지나는 길 때문이라는 걸 확인할 수 있어요.
  • 물속에서 빛의 속도는 공기 속보다 느리고, 유리 속에서는 더 느린 1초에 약 20만 킬로미터예요. 빛을 많이 느리게 만드는 물질일수록 빛은 크게 꺾여요.
  • 돋보기나 프리즘, 무지개도 빛이 방향을 바꾸는 굴절 때문에 생겨요. 우리 눈도 굴절을 이용해 빛을 모으고 있어요.
코하쿠
코하쿠빨대가 휘어 보이는 건 수면에서 빛의 방향이 바뀌는데, 눈과 뇌는 곧게 왔다고 생각하기 때문이에요.

3지선다 퀴즈로 확인해 보세요

물속 빨대가 꺾여 보이는 이유는?

정답 보기
  1. 빛의 방향이 바뀌어서
  2. 물이 빨대를 휘게 해서
  3. 물이 빛을 흡수해서

빛의 방향이 바뀌어서 물속에서 온 빛은 수면에서 방향이 바뀌는데, 눈과 뇌는 빛이 곧게 왔다고 여겨서 물속 부분이 어긋나 보여요.

참고 자료

  1. Refraction and SightThe Physics Classroom (영어)
  2. Refraction of lightScience Learning Hub (University of Waikato) (영어)
  3. Bent PencilSchool of Physics, The University of Sydney (영어)

이 글은 2026-10-03 기준으로 위 자료를 확인하고 썼습니다. 연구가 진행되면 설명이 바뀔 수도 있습니다. 사진 출처는 각 사진 아래에 있습니다.