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How does refractometer work: the refraction theory between church windows and coffee
굴절이 만들어 내는 빛의 아름다움에서 찾는 과학적 이론
교회에 들어섰을 때 창문의 빛이 만드는 놀라운 아름다움을 모르는 사람이 있을까요? 이미 1500년 전에 이집트의 장인들은 녹은 유리에 금속 산화물을 첨가했습니다. 유리의 굴절을 변화시킴으로써 유리는 저마다 다른 색으로 빛나게 할 수 있었습니다. 똑같은 메커니즘으로 커피 맛을 더 좋게 만들 수 있습니다! 교회 창문과 커피의 연관성을 알아보기 위해 굴절이 어떻게 작동하는지 살펴봅시다.
연필을 물 한 컵에 넣고 옆에서 보면 연필이 구부러진 것을 알 수 있습니다. 왜 그럴까요? 굴절이라는 현상 때문입니다. 일반적으로 빛은 직선의 광선이라고 생각하지만, 빛이 한 물질에서 다른 물질로 향할 때(예: 공기에서 물로 향할 때) 휘어집니다. 구부러지는 각도는 두 물질의 굴절률(RI)에 따라 달라집니다. 물질마다 굴절률이 다르고 같은 물질에서도 빛의 색이 다르면 굴절률이 달라지며, 굴절률 수치는 온도 그 안에 흩어져 있는 분자의 크기와 수에 따라 달라집니다. 굴절률이 다른 입자가 유리에 포함되어 있으면, 이러한 입자는 광파를 다양한 방향으로 산란시킵니다. 이렇게 하면 원하는 색상을 얻을 수 있습니다.
'커피를 만든다'고 할 때 실제로는 커피 원두에서 뜨거운 물을 이용해 향과 맛 분자를 분리해 내는 것을 의미합니다. (추출 원리에 대한 자세한 내용은 이 링크에서 확인할 수 있습니다: https://handground.com/grind/an-intuitive-guide-to-coffee-solubles-extraction-and-tds). 추출에서 얻은 분자의 크기와 수는 커피의 풍미에 영향을 미칠 뿐만 아니라 유리에 색을 만드는 입자와 마찬가지로 커피의 굴절률을 변화시킵니다. 이 변화는 일반적으로 매우 작아서 눈으로 직접 확인할 수 없습니다. 하지만 굴절계를 사용하면 눈으로 확인 가능한 수치로 굴절률을 얻을 수 있습니다.
굴절률의 변화를 측정하면 훌륭한 맛의 커피를 만드는 데 큰 도움이 되는 TDS 값을 계산할 수 있습니다. (TDS와 좋은 맛의 상관관계를 더 자세히 알고 싶으시면 여기를 클릭하세요: 커피에서 TDS란 무엇이며 어떻게 얻을 수 있나요?)