젖은 돌은 왜 더 짙어 보일까요?

마른 돌 표면은 작은 홈과 알갱이로 거칠어요. 공기와 돌이 맞닿은 경계마다 빛이 사방으로 튕기고, 그 가운데 꽤 많은 양이 흡수되기 전에 바로 눈으로 돌아옵니다. 그래서 마른 돌은 희뿌옇고 옅게 보여요.

물이 홈을 메우면 경계가 공기와 돌에서 물과 돌로 바뀌어요. 물과 돌은 빛이 꺾이는 정도가 공기보다 서로 비슷해서, 빛이 덜 흩어지고 돌 안쪽으로 더 들어갑니다. 깊이 들어간 빛은 돌 성분에 흡수될 기회가 늘어나요.

1925년 스웨덴의 옹스트룀이 낸 생각을, 1988년 뉴질랜드 빅토리아대의 레크너와 도프가 계산으로 다듬었어요. 거친 돌은 빛을 여러 방향으로 비스듬히 내보내는데, 물막 위쪽 수면에 너무 비스듬히 닿은 빛은 공기로 못 나가고 다시 아래로 반사돼요. 이를 전반사라고 해요.

되돌아간 빛은 돌에 한 번 더 닿고, 그때마다 일부가 흡수됩니다. 몇 번 오가는 사이 눈에 닿는 빛이 줄어 돌이 짙어 보여요. 두 효과를 함께 넣은 계산은 실제 측정값과 잘 맞았어요.

물이 빛을 빨아들여 어두워진다고 생각하기 쉽지만, 얇은 물막은 빛을 거의 흡수하지 않아요. 빛을 흡수하는 쪽은 돌 자신이고, 물은 빛이 돌에 더 오래 머물게 할 뿐이에요. 그래서 마르면 원래 색이 그대로 돌아옵니다.

같은 이유로 거친 돌일수록 차이가 크고, 유리나 매끈하게 간 돌처럼 고른 표면은 젖어도 거의 그대로예요. 매끄러운 면은 빛을 거울처럼 한 방향으로 튕겨서 물막에 갇히는 빛이 적어요.

물을 묻히면 표면에서 하얗게 흩어지던 빛이 줄어 색이 더 진하고 선명해 보여요. 돌을 갈아 광을 낸 면이 짙어 보이는 것도 표면에서 흩어지는 빛이 줄어서예요. 그래서 바닥돌이나 수석을 고를 때 물을 살짝 뿌려 보면, 광을 냈을 때의 색을 어느 정도 미리 가늠할 수 있어요.

모래사장에서 파도가 닿는 자리만 어둡게 보이는 것, 티셔츠에 물이 튄 자리만 진해지는 것도 같은 일이에요. 진한 자국이 남아 있다면 아직 덜 마른 곳이라는 표시이기도 해요.