아침에 일어나 세수를 하고, 거울을 보며 오늘의 얼굴을 확인합니다. 그런데 가끔 문득 드는 생각…
“왜 거울 속의 나는 실제 사진이나 셀카와 다르게 느껴질까?”
이 질문, 단순한 감정 문제일까요? 아닙니다. 빛의 반사와 기하광학의 원리가 숨어 있습니다.
🔍 1. 거울 속 얼굴은 ‘반전된 나’
우리가 거울을 보면, 좌우가 뒤집힌 모습을 마주하게 됩니다.
이를 흔히 “거울이 좌우를 바꿔서 보여준다”고 착각하는데, 사실은…
거울은 ‘좌우 반전’이 아니라 ‘앞뒤 반전’을 시킵니다.
📌 무슨 뜻일까요?
- 내가 오른손을 들면, 거울 속 인물도 오른손을 든 것처럼 보입니다.
- 하지만 사실 거울은 오른손을 왼쪽에 그려주는 게 아니라, 내 앞과 뒤를 바꿔서 보여줍니다.
- 거울은 입사한 빛의 경로를 정직하게 반사할 뿐입니다.
📐 2. 반사의 법칙이 만든 ‘거울의 세계’
기하광학에서 말하는 반사의 법칙은 매우 간단합니다. 입사각=반사각\text{입사각} = \text{반사각}입사각=반사각
즉, 빛이 거울에 들어온 각도와 튕겨나가는 각도는 항상 같습니다.
예시:
- 얼굴에서 나간 빛이 정면의 거울에 수직으로 닿았다면,
- 동일한 경로로 반사되어 내 눈으로 되돌아오기 때문에 자신의 얼굴이 보이는 것이죠.
🧠 3. 셀카 vs 거울 vs 사진, 왜 다르게 느껴질까?
| 구분 | 특징 | 느낌의 차이 |
|---|---|---|
| 거울 | 반사된 모습 (앞뒤 반전) | 익숙한 내 모습 |
| 셀카 | 보정에 따라 좌우 반전된 경우도 있음 | 종종 낯설게 느껴짐 |
| 카메라 | 실제 제3자 시점에서 보는 모습 | 가장 ‘객관적인’ 내 얼굴 |
우리가 거울에 익숙한 이유는 매일 보는 자기 모습이 그 형태이기 때문입니다. 그래서 사진을 보면 “내가 이렇게 생겼다고?” 놀라는 겁니다.
💡 4. 거울 속 왜곡 – 평면 거울 vs 곡면 거울
- 평면 거울: 왜곡 없이 실제 비율 그대로 반사
- 볼록 거울: 넓은 시야 확보 → 이미지 축소됨
- 오목 거울: 확대 또는 반전 효과 → 얼굴이 길거나 뭉개짐
🚗 자동차 사이드 미러나 놀이공원 거울방에서 겪는 웃긴 얼굴 효과, 모두 곡면 반사의 결과입니다.
🎯 5. 실생활에 적용되는 반사의 원리
| 사례 | 광학적 원리 | 설명 |
|---|---|---|
| 자동차 백미러 | 볼록거울 반사 | 더 넓은 시야 확보 |
| 잠망경 | 평면거울의 반사 두 번 | 수직 방향을 수평으로 보기 |
| 레이저 거리 측정기 | 반사된 빛의 시간 측정 | 거리 계산 |
| 망원경/현미경 | 오목거울 또는 렌즈 조합 | 확대와 초점 조절 |
📝 마무리하며
거울은 단순히 우리 모습을 비추는 물건이 아닙니다. 빛의 반사와 기하광학의 놀라운 결과물이며, 우리가 매일 무심코 접하는 과학의 일부분입니다.
다음번 거울을 볼 때는 이렇게 생각해보세요:
“지금 내가 보는 건, 빛의 정직한 경로가 만든 또 다른 나의 세계다.”