샤워를 하거나 비를 맞으면 머리카락 색이 평소보다 더 짙고 어둡게 보인다. 염색을 하지 않아도 검은색에 가까워 보이거나, 원래 갈색 머리는 짙은 브라운처럼 보인다. 대부분의 사람들은 이를 “젖어서 그런 것” 정도로 이해하지만, 실제로는 물의 굴절률, 광산란 감소, 표면 흡착, 광 흡수 변화 같은 복합적인 광학 현상이 일어난 결과다. 이 글에서는 젖은 머리카락이 왜 어둡게 보이는지, 어떤 물리·광학적 원리가 숨어 있는지 설명한다.
머리카락은 빛을 산란시키는 섬유다: 공극·큐티클·굴절의 기본 원리
젖은 머리를 이해하려면 먼저 마른 머리카락이 어떻게 빛을 처리하는지부터 봐야 한다.
① 머리카락 표면에는 큐티클(Cuticle)이 있다
머리카락은 겉면에 큐티클이라는 비늘 모양의 케라틴 층을 가진다. 이 구조는👇
● 매끄럽지 않고
● 겹겹이 오버랩되어 있고
● 표면에 미세한 공극(air gap)이 존재
한다.
이 불균일한 표면 때문에 머리카락은 빛을 여러 방향으로 산란시킨다.
② 머리카락 내부는 섬유 구조 + 공기층
머리카락은 크게 세 층👇
● 큐티클 (겉)
● 코텍스 (중간 섬유층)
● 메둘라 (중앙 공극층, 머리마다 다름)
특히 코텍스에는 멜라닌 색소가 있어 빛을 흡수한다.
마른 상태의 머리카락은👇
● 표면 공극 존재
● 내부 공기층 존재
● 산란↑ → 색이 밝아 보임
이는 빛의 산란이 색을 밝게 만드는 전형적 현상이다.
예: 마른 모래는 밝고, 젖은 모래는 어둡다.
③ 빛의 산란(Scattering)이 색 지각에 영향을 준다
마른 머리카락은 빛을 여러 방향으로 반사시키기 때문에 광택 + 밝은 색(하이라이트)이 생긴다.
즉👇
마른 머리 = 산란 많음 = 밝음
반대로 젖은 머리는👇
젖은 머리 = 산란 적음 = 어두움
이 대비가 핵심이다.
물은 굴절률이 높아 산란을 줄인다: 어두워 보이는 첫 번째 이유
젖으면 머리카락이 어두워지는 결정적 원인은 물의 굴절률(refractive index) 때문이다.
① 굴절률(Refractive Index)이란?
굴절률은👇
“빛이 통과할 때 얼마나 꺾이는지”를 나타내는 값
이다.
대표 물질 굴절률👇
● 공기: 1.00
● 물: 1.33
● 유리: 1.50~1.60
● 머리카락(케라틴): 1.55
즉, 공기와 머리카락의 굴절률 차이는 크지만
물과 머리카락은 더 가깝다.
비교👇
| 상태 | 표면 매질 | 굴절률 차이 | 산란량 |
| 마른 머리 | 공기↔머리카락 | 1.00 ↔ 1.55 = 차이 큼 | 산란↑ |
| 젖은 머리 | 물↔머리카락 | 1.33 ↔ 1.55 = 차이 작음 | 산란↓ |
즉 물이 머리 표면을 감싸면👇
✔ 산란이 줄어들고
✔ 빛이 더 내부로 들어가
✔ 내부 멜라닌에 흡수됨
결과적으로 어두워 보인다.
② 이 원리는 모래·콘크리트에서도 동일
마른 해변 모래는 밝지만👇
➜ 젖으면 거의 검게 보임
마른 콘크리트는 밝지만👇
➜ 비 맞으면 짙은 회색이 됨
전부 같은 원리👇
공기 제거 → 산란 감소 → 흡수 증가 → 어둡게 보임
물은 표면 장력을 이용해 머리카락을 뭉치게 한다: 흡수·광경로의 변화
젖은 머리카락이 어두워 보이는 두 번째 이유는
머리카락이 개별 섬유 상태에서 덩어리 상태로 변하기 때문이다.
① 물은 섬유 사이 공극을 메운다
마른 머리카락👇
● 섬유 간 공기층↑
● 산란 경로↑
● 밝고 부풀어 보임
젖은 머리카락👇
● 공기층 사라짐 (→ 물로 채워짐)
● 섬유들이 서로 접착됨 (모세관 효과)
● 덩어리 형성
광학적으로 보면👇
개별 섬유 → 덩어리 섬유로 바뀌면👇
● 반사면 감소
● 산란면 감소
● 빛의 흡수 증가
그래서 색이 더 짙어 보임
② 표면 장력(surface tension)의 역할
물은 표면 장력 때문에👇
✔ 섬유 사이를 끌어당기고
✔ 모세관 효과(capillary action)로 이동하며
✔ 머리카락을 빈틈없이 감싼다
이 과정은👇
➜ 광 반사 경로를 단순화 + 흡수를 증가
시키는 결과를 낳는다.
③ 색소 멜라닌의 역할
머리카락 내부의 멜라닌(Melanin) 색소는
빛을 강하게 흡수하는 물질이다.
산란이 줄어들면👇
→ 반사광↓
→ 흡수광↑
→ 색이 더 짙게 보임
멜라닌 종류별 흡수도👇
유멜라닌(검은/갈색) → 흡수↑
페오멜라닌(붉은/금발) → 흡수↓
그래서👇
❗ 흑발/갈색 머리는 어둡게 보임
❗ 금발은 노란빛이 강화되어 보임