프렉탈 구조

 

오늘은 프렉탈 구조에 대해 알아볼게요. 프렉탈이란 작은 구조가 전체 구조와 비슷한 형태로 끝없이 되풀이되는 구조를 말하는데요, 예를 들면 나뭇가지나 구름 등 자연계 곳곳에서 찾아볼 수 있답니다. 이 프렉탈 구조는 우리 주변에서도 쉽게 찾아볼 수 있는데요, 대표적으로 나무 모양과 파도모양입니다. 먼저 나무구조 사진부터 보여드릴게요.

 

나무처럼 생긴건 다 프렉탈 구조인가요?
네 맞아요! 나뭇잎 하나하나가 모여서 큰 나무가 되고, 가지들이 모여 숲이 되듯이 말이죠. 

하지만 모든것이 프렉탈 구조인 건 아니예요. 일정한 규칙성을 가지고 반복되어야한답니다.

 

프렉탈 구조에서는 왜 무한히 작아지는건가요?
자연물 중 특히 식물같은 경우엔 생장하면서 끊임없이 잎을 만들어내죠. 그래서 아무리 커져도 처음 크기의 1/n밖에 되지 않아요. 이것을 유한집합이라 하고, n개의 원소로 이루어진 집합을 말합니다. 반면에 프렉탈은 자기유사성이라는 특징을 가지고있어요. 즉, 어떤 도형이 자신과 닮은 꼴을 계속해서 만드는거죠. 따라서 위 그림처럼 한없이 작아지더라도 결국 원래 모습과 같은 패턴을 유지하게 된답니다.

 

파도무늬는 어떻게 만들어지는 건가요?
위 예시사진들을 보시면 알겠지만, 바다 속 바위 표면에서부터 해안가로 밀려오는 파도 역시 프렉탈 구조랍니다. 물결파동(wave wave)라는 현상 덕분인데요, 물속에서의 파동은 매질이 액체이기 때문에 속도가 매우 느려요. 그리고 물의 온도차에 의해 생기는 밀도 차이로 인해 파장이 다른 여러 개의 파가 생겨납니다. 이러한 파동이 수면 위로 올라오면서 서로 간섭하기 때문에 불규칙한 무늬가 나타나는 거구요. 또한 바람이 불 때 발생하는 풍랑 역시 마찬가지 원리라고 해요.

지금까지 프렉탈 구조에 대해 알아봤는데요, 이해가 되셨나요? 여러분 모두 프렉탈 구조를 활용하면 멋진 작품을 만드실 수 있을 꺼예요. 저는 다음주에 다시 찾아올게요~ 안녕!