물리 2 - 거울에서의 상

안녕하세요, 설군입니다. 

 

물리 2 3단원의 광학 기기 부분입니다.

렌즈나 거울 그리고 레이저 등에 대해서 다룹니다.

 

 

 

빛의 경로를 화살표로 나타낸것을 광선이라고 하는데

물리 2에서 배우는 기하광학에서는 광선을 주로 사용합니다.

 

광원에서 광선이 발사되어서 사람의 눈에 광선이 도달해야 '본다'라고 하는거죠.

 

 

빛이 매질의 경계면에서 반사되는걸 반사라고 합니다.

반사에는 정반사와 난반사가 있는데

정반사는 표면이 매끄러운곳에서 반사하는걸 말하고

난반사는 표면이 매끄럽지 않고 울퉁불퉁한 곳에서 반사하는걸 말합니다.

 

거울의 경우 정반사

영화 스크린의 경우 난반사라고 예를 많이 듭니다.

 

 

거울의 경우 매끄러운 평면으로. 정반사가 됩니다.

즉 내가 거울로 보는 어떤장면은, 내 옆사람이 보는장면과 다른거죠.

 

근데 난반사는 올록볼록한 평면입니다. 빛을 올록볼록한 평면으로 쏘면

쏴준 빛은 올록볼록한 평면을 맞고 사방으로 튑니다. 그래서 다양한곳으로 빛이 퍼지므로

여러곳에서 영화 스크린을 봐도 영화가 보이는것입니다.

 

이 때 정반사든 난반사든 반사의 법칙을 따릅니다.

(정반사와 전반사는 다른 용어라는것을 숙지!)

 

 

 

거울이나 렌즈에서 빛이 반사되고 굴절되어서 물체가 보일때

이 때의 물체의 모습을 상이라고 합니다.

 

실상은 실제로 진행하는 빛이 모여서 그 지점에 생기는 상이고

허상은 실제 진행하는 빛의 '연장선'이 모여서 보이는 상입니다.

 

정립상은 똑바로 서있는 상이고

도립상은 거꾸로 서있는 상입니다.

 

 

거울에 대해서 살펴보면

거울은 세 가지 종류가 있습니다.

평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울

이때 볼록과 오목은 광선이 반사되는면이 볼록한지 오목한지를 가지고 따집니다.

볼록 거울은 빛을 퍼지도록 반사시키고 오목 거울은 빛을 모이도록 반사시킵니다.

 

 

 

상의 작도법에 따라서 그림을 그려보면 쉽습니다.

1. 광축에 나란하게 입사한 빛은 초점을 지나거나 초점에서 나온것처럼 반사한다.

2. 초점을 향해 입사한 빛은 광축에 나란하게 반사한다.

3. 구면의 중심으로 입사한 빛은 반사한 후 되돌아온다.

4. 거울의 중심으로 입사한 빛은 광축에 대칭이되게 반사한다.

 

 

거울에 대해서 많이 그려봅시다.

 

위는 물체가 오목거울의 구면의 중심보다 멀리있을 때입니다.

축소된 도립 실상이 보이네요.

 

물체가 구면의 중심과 초점 사이에 있는 상황입니다. 확대된 도립 실상이 보입니다.

 

초점보다 가까이있는 상황에는 확대된 정립 허상이 나옵니다.

 

 

볼록거울의 경우 상의 위치에 관계 없이 항상 축소된 정립 허상입니다.

친구가 '편의점 축정허'라고 외우더라고요.

 

위의 오목거울과 볼록거울의 물체의 위치에 따른 상의 변화는 외워두면 편하고. 필요하면 그려서 찾으면 됩니다.

우리는 상의 작도법을 알으니까요.