SCIENCE 3D | 얕은 물에서 휘는 물결 (파동의 굴절)

무슨 일이 일어났나

물결은 얕은 물에서 더 느리게 가서, 깊은 곳과 얕은 곳 경계를 비스듬히 지나면 나아가는 방향이 휩니다 — 이것을 파동의 굴절이라고 합니다.

KIOST 는 굴절을 «수심이 변해 파가 휘는 현상» 으로 정의하고, 얕은 물의 파가 깊은 물의 파보다 느리게 움직인다고 적습니다.

시뮬레이터 오른쪽 반은 빠르기가 깊은 쪽의 0.5 배인 얕은 물이라, 엔진으로 재면 파장 40 mm 물결이 얕은 쪽에서 약 19.6 mm 로 촘촘해집니다.

NOAA 는 쓰나미 같은 긴 물결의 빠르기가 √(중력 가속도 × 수심) 이라 적고, 수심 4,600 m 에서는 약 765 km/h 이던 쓰나미가 해안 가까이에서는 30~50 km/h 로 느려진다고 설명합니다.

USGS 도 해안의 수심 차이 때문에 쓰나미의 물결 앞면이 휜다고 설명합니다.

💡 생활 속 예시

해수욕장 모래사장에 서서 보면, 먼바다에서 비스듬히 오던 물결 줄이 가까이 올수록 해변과 거의 나란해집니다.
뉴스에서 쓰나미가 먼바다에서는 비행기처럼 빠르다가 해안에 가까워지면 느려진다고 하는 것도 수심이 얕아지며 빠르기가 줄기 때문입니다(NOAA).

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파도는 바람이 부는 방향 그대로 해변에 닿는다.
NOAA 는 물결이 얕은 바닥을 만나 휘면서 해안선의 대체적인 모양을 따라가려 한다고 설명합니다. 출처
쓰나미는 먼바다 한가운데서는 천천히 움직인다.
NOAA 에 따르면 수심 4,600 m 바다에서 쓰나미는 약 765 km/h 로 가고, 해안 가까이에서야 30~50 km/h 로 느려집니다. 출처

누가 왜 찾았나

1678 년 네덜란드 과학자 크리스티안 하위헌스는 스넬이 잰 빛의 꺾임을 설명하는 수학 관계를 세우고, 물질의 굴절률이 그 속을 지나는 빛의 빠르기와 이어져 있다고 내다봤습니다(FSU 자기장 연구소). «느려지는 곳으로 들어가면 휜다» 는 이 생각은 얕은 물에서 느려진 물결이 휘는 굴절에도 그대로 들어맞습니다.

확인된 값

물결의 굴절 — 수심이 바뀌어 파가 휘는 현상 (KIOST 정의): 수심 변화로 파가 휨 출처
얕은 물의 파는 깊은 물의 파보다 느리다: 얕은 물 < 깊은 물 출처
쓰나미(긴 물결) 빠르기 = √(중력 가속도 × 수심): v = √(g·d) 출처
수심 4,600 m 에서 쓰나미 빠르기 (765 km/h): 212.5 m/s 출처
해안 가까이에서 쓰나미 빠르기 (30~50 km/h): 8.3–13.9 m/s 출처
USGS 의 굴절 정의 — 해안 수심 차이로 물결 앞면이 휨: 수심 차이로 파면이 휨 출처
하위헌스가 스넬의 관찰을 설명하는 수학 관계를 세운 해: 1678 출처
하위헌스 — 굴절률은 그 물질 속 빛의 빠르기와 이어져 있다: 굴절률 ↔ 빠르기 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 지구시스템과학 · 해수의 운동 [12지시02-02]
잉글랜드 · KS4 Physics: Wave motion
일본 · 高等学校物理 (2) 波

출처

https://m.kiost.ac.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000391/selectBoardArticle.do?nttId=18459&pageIndex=1&mno=sitemap_12(확인 2026-11-12)
https://www.noaa.gov/jetstream/tsunamis/tsunami-propagation(확인 2026-11-12)
https://www.usgs.gov/media/images/refraction-gif(확인 2026-11-12)
https://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/03coastal2.html(확인 2026-11-12)
https://micro.magnet.fsu.edu/primer/lightandcolor/refractionintro.html(확인 2026-11-12)

얕은 물에서 휘는 물결 (파동의 굴절)