거울은 왜 오로지 반사만 하는 건가요?

Question

거울은 '왜' 반사만 하나요? 석영도 같은 선상에 있는데, 석영도 반사율 100%이려나요? 왜 반사만 하고 굴절은 안하는 거죠?

Answer 1

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

거울 자체의 목적이 반사를 통하여 사물을 비추기 위함이기 때문에 입니다.

빛이 거울 표면에 닿게 되면 이 빛은 내부가 아닌 다시 외부로 반사되어 나가게 됩니다.

Answer 2

거울은 빛을 왜곡하지 않고 완전히 반사하는 것이 주요 목적입니다. 이는 거울의 표면이 매우 평평하고 균일하기 때문입니다. 다른 물질과 마찬가지로 석영도 굴절과 반사가 모두 일어날 수 있지만, 거울과 같은 매끈한 표면에서는 반사가 우세하게 나타납니다. 이러한 현상은 다음과 같은 이유로 설명됩니다:

1. 표면 매끈함: 거울과 같은 매끈한 표면은 빛 파장에 비해 상대적으로 작은 언덕과 골짜기가 없으며, 이로 인해 빛이 표면을 향해 직선으로 돌아갑니다. 이러한 표면에서는 굴절이 발생하기 어렵고, 대신 반사가 우세합니다.

2. 입사각과 반사각: 스눕의 법칙에 따르면 빛은 입사각과 반사각이 같은 각도로 반사됩니다. 매끈한 표면에서는 입사각과 반사각의 관계가 정확하게 일치하기 때문에 반사가 우세하게 나타납니다.

3. 빛의 속도 변화: 굴절은 빛의 진행 방향이 속도 변화로 인해 변하는 현상입니다. 매끈한 표면에서는 이러한 속도 변화가 최소화되므로 굴절이 발생하기 어렵습니다.

4. 거울 코팅: 일반적인 거울은 뒷면에 금속 코팅이 되어 있습니다. 이 금속 코팅은 반사율을 높이고 굴절을 방지하는 역할을 합니다.

따라서 거울과 같은 매끈한 표면에서는 반사가 굴절보다 우세하게 나타나며, 이러한 특성 때문에 우리가 거울을 사용하여 이미지를 볼 수 있습니다. 석영과 같은 물질도 이와 같은 원리로 작용하며, 석영도 반사와 굴절이 동시에 일어날 수 있지만, 표면 특성에 따라 반사가 우세할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

거울은 반사를 하는 이유는 그 구조 때문입니다. 일반적으로 사용되는 거울은 유리 판 위에 백색 도료로 처리된 후, 그 위에 반사층이 있는 구조입니다. 반사층은 주로 알루미늄으로 만들어지며, 이러한 구조로 인해 거울은 빛을 반사할 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

거울은 반사에 의해 빛을 반사합니다. 이는 빛이 거울의 표면에 닿았을 때, 거울 내부로 들어가는 것이 아니라, 거울 표면에서 반사되어 나가기 때문입니다.

반면, 굴절은 빛이 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 일어납니다. 이 때 빛은 매질 사이의 경계면에서 굴절되며, 굴절된 빛의 경로는 경계면과 수직 방향으로 다르게 흐릅니다. 거울은 반사뿐만 아니라 굴절도 일어나는데, 이는 거울 내부의 빛이 거울 내부에서 거울 표면으로 이동할 때 일어납니다. 거울 내부에서 거울 표면으로 이동할 때는 거울의 굴절율에 의해 굴절이 일어납니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

거울은 빛을 반사하는 물체입니다. 빛이 거울에 닿으면, 거울 표면에서 반사되어 빛의 방향이 바뀝니다. 이런 현상이 일어나는 이유는 거울의 표면이 매끄럽기 때문입니다.

거울 표면은 원자나 분자 수준에서 매우 매끄러운 표면으로 구성되어 있습니다. 따라서 빛이 거울 표면에서 반사될 때, 빛의 파장은 그대로 유지되며 방향만 바뀌게 됩니다. 이러한 반사 현상을 '정반사'라고 합니다.

반면에, 희석한 용액이나 먼지 등의 물체는 매우 거친 표면으로 구성되어 있기 때문에 빛이 반사될 때, 빛의 파장이 바뀌어 '산란' 현상이 발생합니다. 이러한 반사 현상을 '산란 반사'라고 합니다.

Answer 6

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

거울이 빛을 반사하는 이유는 거울의 표면이 매끄럽기 때문입니다.

울에 빛을 비추면 빛은 거울에 부딪혀 반사하게 되는데, 이 때 빛이 닿는 면에 수직으로 세운 직선을 법선, 입사한 광선과 법선 사이의 각을 입사각, 반사 광선과 법선 사이의 각을 반사각이라고 합니다. 빛이 반사할 때는 항상 반사 법칙이 성립하며, 이는 입사각과 반사각이 같다는 것을 의미합니다.

석영의 경우, 표면은 거울처럼 완전하게 매끄럽지 않기 때문에 빛은 석영 표면에서 다양한 방향으로 반사됩니다. 따라서 석영의 반사율은 100%가 아닙니다.

또한, 거울이 빛을 굴절시키지 않는 것은 아닙니다. 사실, 모든 투명한 물질은 빛을 굴절시키지만 거울의 경우, 그 표면은 금속 코팅으로 덮여 있어서 빛이 거울의 내부로 들어가지 못하고 모두 표면에서 반사되기 때문에 우리는 굴절 현상을 관찰할 수 없는 것입니다.

하지만 이와 달리 석영 같은 투명한 물질은 빛을 통과시키므로 빛의 굴절 현상을 볼 수 있습니다.

Answer 7

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

거울이 빛을 반사하는 이유는 그 표면이 매우 평평하고, 보통은 알루미늄이나 은과 같은 고반사율 재질로 코팅되어 있기 때문입니다. 이러한 특성 덕분에, 빛의 파동이 거울 표면에 도달했을 때, 표면에서 균일하게 반사되며 우리는 그 결과를 명확한 반영 이미지로 인식합니다. 다른 재질, 예를 들어 석영과 같은 경우에는 빛의 일부가 굴절되거나 흡수될 수 있습니다. 이것은 재질의 구조와 물리적 성질에 따라 달라집니다. 석영의 경우, 그것이 순수하고 완전히 투명할 경우에도 아마 100% 반사하지 않을 것입니다. 이는 석영의 결정 구조와 고유한 굴절률 때문입니다. 또한 거울이 '왜' 반사만 하고 '굴절'을 하지 않는지 질문해주셨는데요, 사실 거울도 빛의 굴절 현상을 일으키기도 합니다. 다만 이 굴절 현상은 매우 작아서 우리가 일상에서 볼 수 있는 거울 이미지에 큰 영향을 주지 않습니다. 빛의 파동이 매체(예: 공기)에서 다른 매체(옆: 유리 혹은 메탈다)로 넘어갔다가 다시 원래 매체(공기)로 돌아오면서 생긴 입사각과 반사각 사이에 변화(즉, 굴점)가 발생하지만, 이 변화가 실제로 보여주는 이미지에 크게 영향을 주진 않습니다. 따라서 용어 '거울'은 보통 평면에서 입사된 빛의 방향을 바꾸지 않고 그대로 반사하는 장치를 가리켜 사용합니다.