[물리학] 거울과 상

1. 개요

상이란 물체에서 반사된 빛이 우리의 안구 뒤쪽에 있는 망막에 맺히는 현상이다. 만약, 우리가 거울을 본다면 거울에 비친 자기 모습을 볼 수 있을 것이다. 하지만, 거울 뒤에는 아무것도 없으며 단지 자신의 영상은 인식 속에만 존재한다. 이때 거울 뒷면에 있는 것처럼 보이지만 실제 존재하지 않는 상을 허상이라고 하며 실제로 맺힌 상을 실상이라고 한다.
2. 신기루
신기루는 허상을 대표하는 예이다. 무더운 여름날 길 위에 있는 것처럼 보이지만, 절대로 도달할 수 없는 물웅덩이는 일종의 착시현상인 신기루이다. 실제 신기루는 길을 향해 낮게 입사한 광선이 만든 허상이다. 광선이 길바닥에 가까워질수록, 광선이 통과하는 공기는 길바닥의 높은 온도 때문에 점점 따뜻해진다. [그림 1]에서 보는 것처럼 실물에서 빛이 우리 눈에 도달함을 가정하자. 뜨거운 여름날, 지면은 가열되어 온도가 높다. 고로 지면은 공기의 밀도가 낮으며 통과하는 빛의 굴절률 또한 감소한다. 반면 스넬의 법칙에 의해 지면을 통과하는 빛은 속도가 빠르다.
그림 1. 신기루
은 스넬의 법칙을 나타낸 식이다. 즉, 광선이 진행하는 동안 아래층을 통과할 때 진행 속도…