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과학

엘리베이터 거울과 신체 비율의 광학

엘리베이터 거울과 신체 비율의 광학과학
이상적 평면거울
물체와 같은 크기의 허상
여러 거울
다중 반사로 상의 수와 방향 변화
곡면·휨
위치에 따른 확대·축소 가능
구분
상의 크기와 눈에 보이는 각도
평평한 거울은 상의 실제 크기를 바꾸지 않는다. 여러 면의 반사, 관찰 위치와 반사면의 휨을 구분해야 하며, 특정 거울에서 느낀 비율만으로 실제 신체 치수를 판단할 수 없다.

평면거울의 기본 성질

평평한 거울은 물체와 같은 크기의 허상을 만든다. 거울을 기울여도 반사되는 방향이 달라질 뿐, 그 자체로 머리만 선택적으로 확대하는 것은 아니다. 상의 실제 크기가 같아도 관찰 위치와 물체까지의 거리에 따라 눈에 들어오는 겉보기 크기는 달라질 수 있다.

여러 면에 거울이 있으면

엘리베이터 벽 여러 면에 평면거울이 있으면 빛이 두 번 이상 반사되어 여러 상이 나타날 수 있다. 상의 위치·방향·반사 횟수가 달라 보이지만, 평면거울이 여러 개라는 이유만으로 몸의 일부만 확대하는 광학계가 되지는 않는다. 한 거울에 직접 비친 상과 다른 거울을 거쳐 비친 상도 구분한다.

반사면이 휘어 있는 경우

반사면에 곡률이 있으면 평면거울과 달리 상이 확대되거나 축소될 수 있다. 부분적인 휨은 반사되는 위치에 따라 다른 왜곡을 만들 수 있다. 선명한 상이라는 이유만으로 완전히 평평한 반사면임이 보장되지는 않는다.

특정 거울에서만 비율이 다르게 느껴질 때

현장을 확인하지 않고 설치 불량이나 왜곡을 단정할 수 없다. 다른 물체가 멀쩡하게 보인다는 느낌만으로 특정 부분의 휨을 확정하거나 배제하기도 어렵다. 같은 크기의 직선 격자를 여러 위치에 비춰 보았을 때 선이 휘거나 간격이 달라 보이는지는 반사면을 살피는 단서가 된다. 다만 시점과 자세가 다른 관찰을 실제 신체 비율 측정처럼 비교하지 않는다.

출처

OpenStax: Images Formed by Plane Mirrors — 평면거울과 다중 반사의 상.

OpenStax: Spherical Mirrors — 곡면거울의 상과 배율.