<div>세상에는 수많은 종류의 에너지가 있고, 그중에는 특정 매질 없이 원격으로 전달될수 있는 종류의 것도 있다.<br>그리고 그런 원격 에너지는 전자기파를 통해서 전달이 될수 있다. <br>인간에게는 이런 전자기파를 수용할수 있는 감각기관이 있는데 그것은 다름 아닌 눈이다.<br>전자기파에는 다양한 대역의 파장이 있고, 인간의 눈은 그 수많은 파장대역들 중에서 특히 대략 400~700nm 정도의 파장을 가지고 있는 전자기파만 수용할 수 있다.<br>이런 종류의 파장이 눈과 만나면 우리는 그 에너지를 신경에너지로 전환하고 정보화 하여 볼수가 있게 된다. <br>그리고 이 인간이 볼수 있는 파장대의 전자기파를 우리는 흔히 빛 또는 가시광선 이라고 한다.<br>(가시(可視)광선은 그 뜻 자체가 볼수 있는 대역이라는 내용을 내포하고 있기 때문에 제목이 아는 사람에게는 우문일수 있음)<br>이상한 것은 이 가시광선이 전체 전자기파 대역중에서도 대단히 좁은 영역이라는 것이다.<br>아래 그림이 전자기파 대역중에 가시광선 대역을 표시한 것이다.</div> <div style="text-align:left;"><img style="border-bottom:medium none;border-left:medium none;border-top:medium none;border-right:medium none;" alt="spectrum.jpg" src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201409/1410336928WfD4HpbjSf.jpg" width="540" height="230"></div> <div> </div> <div>이것은 그나마 로그 스케일로 표시했기에 이정도이지 실제로의 가시광선 대역은 훨씬더 협소하다.<br>그리고 더 이상한 것은 인간의 눈만이 이런 협소한 대역의 전자기파만 사용하는것이 아니라(물론 예외는 있지만)대부분의 동물들도 그렇다는 것이다.<br>왜 이럴까? 이왕이면 모든 대역에 다 반응 하면 될텐데 그렇지 않은 데는 무슨 필연적인 이유라도 있는 것일까?</div> <div> </div> <div>그 이유는 아마도 태양의 복사 에너지에서 부터 찾아야 할것이다.<br>알다시피 지구의 모든 전자기파는 (별이나 달이나 행성같은 사소한 것을 제외한다면) 태양으로 부터 나온 것이다. <br>그렇게 때문에 태양의 복사 에너지 스펙트럼 분포는 인간의 전자기파 수용 스펙트럼 대역과 밀접한 관련을 가질수 밖에 없다.<br>아래 그림에서의 빨간색 영역은 해수면 에서의 전자기파 대역별 에너지 세기를 표시한 것이다.</div> <div style="text-align:left;"><img style="border-bottom:medium none;border-left:medium none;border-top:medium none;border-right:medium none;" alt="untitled.jpg" src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201409/1410337096mR59BSd8RKa.jpg" width="800" height="595"></div> <div> </div> <div>다행히도 해수면에서의 태양 복사 에너지 대역은 가시광선 대역과 상관을 가진다 할수 있다. <br>태양 복사 에너지 대역에서 가시광선(Visible) 대역이 가장 높기 때문이다. <br>자외선(UV)은 있지만 사소하고, 적외선(infrared)은 가시광선 보다 에너지의 세기가 낮다. <br>태양 복사 에너지 상태로만 본다면 250nm 이하나 2500nm이상의 대역은 거의 없기 때문에 지구상에 전자기파를 이용하는 생물들은 그런 종류의 전자기파 파장을 이용하는 기관은 가질 필요가 없다.  <br>다만, 인간의 눈이 이중 미약한 자외선 대역은 정보는 생깐다 치더라도, 적외선 대역의 에너지는 무시하기에는 너무 크다.<br>적외선은 단위 주파수당 에너지 세기는 가시광선보다는 작지만, 전체 대역으로 치면 가시광선보다 더 많기 때문에 적외선 영역에서도 분명 유용한 정보가 있을 것이다.<br>이럼에도 불구하고  (인간을 포함하여) 적외선 대역의 전자기파를 감지할수 있는 동물(또는 가시광선 대역의 파장이 1000nm 이상인 동물)이 드물다는 것은 대단히 이상하다 할수 있다.</div> <div>이 이유를, 왜 인간이 적외선을 감지할수 없는지를 알아보려고 인터넷을 뒤저봤는데 아쉽게도 명쾌한 답을 제시한 것은 물론이고 그런 의문을 언급한 문서도 거의 없는듯 하다.<br>다만, 아래 그림은 나름의 설명을 제시하는 지도 모르겠다.</div> <div style="text-align:left;"><img style="border-bottom:medium none;border-left:medium none;border-top:medium none;border-right:medium none;" alt="스냅1_~1.JPG" src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201409/1410337208XMIH9haolb.jpg" width="795" height="600"></div> <div>그림의 오른쪽, 지구복사는 이 이야기와 관련이 없기 때문에 무시하고, 왼쪽그림을 살펴보자. <br>그림에 따르면 태양에서 지구로 복사되는 총 에너지의 반은 지표면에 도달하지 못하고 밖으로 반사되고, 나머지 반은 지표면으로 흡수가 된다.  <br>그리고 이중에서 주목해야하는 것은 지표면 반사 4%이다.<br>알다시피 우리의 일상에서 접하고 실질적으로도 필요한 전자기파 정보는 이 4% 지표면에서 반사된 것에서 나온다. <br>(왜냐하면 우리가 살펴보는 대상이 되는 지상의 사물은 거의 대부분 지표면 반사광이지, 사물의 복사광이 아님)  </div> <div>그러니까 지표면에서 전달된 54% 에너지중 90%가 넘는 50%는 지표면으로 흡수가 되고 일부는 우리의 눈을 통해 그 정보가 전달이 된다.</div> <div>결론적으로 인간이 왜 적외선 대역을 볼수 없는지는 지표면 태양 복사 에너지 전자기파 대역이 아니라, 이 그중 4%인 지표면 반사 전자기파 대역을 살펴보아야 할것이다.   <br>그리고 아마도 이 4%의 주파수 대역은 가시광선과 상당히 일치할것 같다. (나름 노력했으나 아쉽게도 이것과 관련된 속시원한 자료는 못찾겠음)<br>왜냐하면 적외선은 파장이 길어서 가시광선에 비해 반사율은 작고 투과율은 커서, 지표면 반사 에너지의 양도 상대적으로 적을듯 하기 때문이다.</div> <div> </div> <div>정리하면 인간을 포함한 대부분의 동물들이 가시광선 대역만 수용할수 있는 이유는, 단지 가시광선 이외의 대역은 접할 일이 거의 없기 때문에,<br>그래서 가시광선대역만 수용하면 되기 때문에, 에너지 효율 차원에서, 다른 대역의 광선을 감지할 필요가 거의 없기 때문인듯 하다. <br>그리고 가시광선밖에 볼수 없는 이유는<br>1. 지구표면으로 전달되는 태양 전자기파로 부터 '자외선', '가시광선', '적외선' 이외 대역의 전자기파는 고려할 필요 없음.<br>2. 이중 '자외선'은 복사 에너지의 양이 약해서 고려하지 않아도 될듯함. <br>3. 나머지 '적외선'은  지표면에 대부분 흡수되어, 실질적으로 동물들이 접하는 지표면 반사 전자기파 대역에서 거의 사라질듯 함.<br>4. 그리하여 결론적을 가시광선 대역만 남음. </div> <div> </div> <div>* 혹시 이 질문에 대한 적절한 답을 아시는 분은 지적 바랍니다. </div> <div> </div> <div> </div> <div> </div> <div> </div> <div>-----------------------------------------------------------------------------</div> <div><br>시각생리 관련된 다른 OU list</div> <div>1. 인간시각기능 장치 모델링<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_21796" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_21796</a><br> <br>2. 우리 눈의 구조적 결함(오징어의 눈은 인간의 눈보다 우월하다.) <br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?bestofbest_126893" target="_blank">http://todayhumor.com/?bestofbest_126893</a><br> <br>3. 맹점과 채움현상 (filling in) <br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?humorbest_749708" target="_blank">http://todayhumor.com/?humorbest_749708</a><br> <br>4. 인간은 왜 흰자위가 보일까?<br> <a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?bestofbest_127745" target="_blank">http://todayhumor.com/?bestofbest_127745</a><br> <br>5. 우리는 왜 색을 구분할까?<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_24588" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_24588</a><br> <br>6. 눈동자 움직임과 주의집중<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_24653" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_24653</a><br> <br>7. 밝기, 명도, 조도, 휘도, 광속, 광도<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_24713" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_24713</a><br> <br>8. retinex 이론 (색체 항등성)<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?humorbest_758117" target="_blank">http://todayhumor.com/?humorbest_758117</a><br> <br>9. magic eye (입체시에 대해서)<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_25070" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_25070</a><br> <br>10. 빛의 대립과정이론은 틀렸거나 수정되어야 한다.. <br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_25084" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_25084</a><br> <br>11. 우리 눈의 해상도는 몇 pixel 일까?<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_25339" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_25339</a><br> <br>12. 우리 눈에는 2가지 센서가 내장되어 있다.<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_25528" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_25528</a><br> <br>13. angry-smile 착시<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_25643" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_25643</a><br> <br>14. 녹색과 파랑색과 노랑색에 대한 이상한 이야기<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_33427" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_33427</a><br> <br>15. 좌우눈에 각기 별개의 그림을 보여준다면 (양안경합)<br><a target="_blank" href="http://todayhumor.com/?science_33511" target="_blank">http://todayhumor.com/?science_33511</a></div>