밖에서 볼 땐 거울인데 안에서 볼 땐 유리인 건 무슨 원리인가요?

Question

은행이나 좀 큰 건물의 벽을 보면

밖에서 보면 거울처럼 제 얼굴이 잘 비치는데

실제로 안에서 보면 그냥 일반 유리와 다름없는 반투명한 거울들이 있는데요

이는 어떤 원리로 인해서 그렇게 되는 건가요?

어떤 물질 때문인지 궁금합니다!

Answer 1

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.

이것을 반사유리 혹은 하프 밀러(Half Mirror)라고 합니다. 이 유리는 실내에서는 밖이 보이나 밖에서는 유리가 거울처럼 반사되어 내부가 보이지 않게 됩니다. 이러한 유리는 반투과성 거울로 조명의 조절에 따라 한 쪽에 있는 사람이 상대 쪽에 있는 사람을 볼 수 있게 되거나, 양쪽에 서 동시에 볼 수 있거나, 없게 될 수 있는 성질을 가지고 있습 니다.

이 밀러는 유리에 크롬으로 착색되어 빛이 반은 반사하고 반은 투과하도록 만든 것입니다. 밝은 쪽의 사람은 하프밀러 표면에서 반사하는 빛이 하프밀러 를 투과하는 빛보다 강하므로 거울처럼 자신의 모습만 보이는 것이며, 어두운 쪽에 있는 사람은 하프밀러 표면에서 반사하는 빛보다 강하므로 상대방의 모습만 보이는 것이지요.

그리고 유리에 대해서는 아래의 내용을 참고로 하시기 바랍니다. 유리는 왜 투명할까요? 어떤 물질이 투명하다는 것은 우리 눈에 보이는 빛이 그 물질 을 통화할 때 흡수되거나 산란되지 않는다는 것을 뜻합니다. 눈 에 보이는 것은 파장이 4000∼8000Å의 빛인데, 유리는 이 범 위 안에 들어 있는 파장의 빛을 통과시키기 때문에 투명해 보이는 것입니이다.

그러면 빛의 흡수가 일어나지 않는 이유는 무엇일까요? 빛의 파장이 짧을수록 에너지가 높은데, 각각의 물질에 따라 결정된 에너지 준위보다 파장이 짧은 빛이 들어오면 물질 속의 전 자는 그 에너지를 받아 빛을 흡수하게 됩니다. 반대로 어떤 에 너지 준위보다 파장이 긴 빛이 들어오면 이번에는 물질을 구성 하고 있는 원자 자체가 격자진동이라고 하는 일종의 공명을 일으켜 또 다시 빛을 흡수해 버립니다.

결국, 물질은 각기 특정한 범위의 빛만을 흡수하지 않고 통과시 키는데, 유리의 경우는 우연히도 빛을 흡수하지 않는 범위가 우리의 눈으로 볼 수 있는 빛의 범위 전부를 포함하므로 투명한 것입니다. 유리에서 빛이 산란되지 않는 이유는 무엇일까요? 그것은 유리가 균일하게 만들어져 있기 때문입니다.

예를 들 어, 유리와 비슷한 도자기는 불투명한데 그것은 도자기가 여러 가지 종류의 입자로 구성되어 있기 때문이다. 비록 빛을 물질 에 흡수하지 않는다 해도 입자끼리의 접촉면에서 빛이 산란될 수 있기 때문입니다. 유리에는 울퉁불퉁한 면이 없기 때문에 빛 은 직진하여 통과할 수 있습니다. 불투명유리가 투명하지 않은 것은 표면을 거칠거칠하게 하여 빛이 산란되도록 했기 때문입니다.

Answer 2

이러한 현상은 벽과 거울 또는 유리간의 빛의 굴절과 반사의 차이에서 비롯됩니다. 거울은 빛을 반사시키는 반면, 유리는 빛을 반사시키지 않고 굴절시킵니다. 따라서 밖에서는 거울로 보이지만 안에서는 빛이 건물 내부로 들어오면서 건물 내부와 외부의 차이가 없어지고, 그 결과 유리로 보이게 됩니다. 이러한 원리는 건물의 내부와 외부에서의 빛의 차이를 조절하여 건물 내부에서도 밖에서 볼 수 있는 환경을 만들어줍니다.