본 자료는 2004 - 2008년까지 이천중학교에서 과학선도학교를 운영하면서 개발한 자료입니다.
활용방법
신기루(미라주)에 물체를 넣고 학생들에게 관찰 시킵니다. 적당한 각도에서 봐야만 실상이 잘 보이므로 전체 학생들이 한꺼번에 보는 것 보다는 몇 명의 학생들을 대상으로 관찰시키는 것이 좋습니다(교사가 적당한 각도를 유지한 채로 책상과 책상사이를 한바퀴 돌면서 보여주는 것도 좋은 방법입니다).
학생들이 모르는 상태에서 그 위에 보이는 물체를 잡아 보라고 하면 효과가 더욱 좋습니다. 학생들은 당연히 물체가 있다고 생각하지만 손에 잡히지 않으면 당황하게 됩니다.
실제로 있는 것처럼 보이는데 왜 그런지를 생각해 보게 하면서 본다는 것이 무엇인가에 대해서 이야기 하도록 유도합니다. (본다는 것은 빛이 물체에 반사되어 눈으로 들어와야지만 보이는 것입니다. 하지만 빛이 어떤 경로를 통해서 우리 눈으로 들어오게 되었는지를 알 수 있는 방법은 없습니다. 따라서 우리가 보고 있는 실상도 사실은 진짜 그곳에 물체가 있는 것인지 아닌지를 만져보기 전에는 구분할 수 없는 것입니다.)
교실에 있는 거울을 보게 하면서 상점중에 한쪽 벽을 거울로 만들어 더 넓게 보이게 하는 경우를 예를 들어 줍니다.(벽이 거울이라는 것을 알지 못하면, 우리는 상점이 두배 정도 넓게 보이게 됩니다. 거울이 주변사물에 의해서 구별되지 않는다면 이것도 마찬가지로 직접 가서 만져보기 전에는 상점벽이 거울로 되어 있는 건지, 진짜로 2배로 넓은 것인지 알 수 있는 방법은 없습니다.)
눈으로 보이는 것을 다 믿을 수 있겠는가? 라는 질문을 던진 후, 본다는 것이 무엇인지에 대해서 발표를 시킨 후 본 수업을 진행합니다.
유의점
신기루(미라지)는 일정한 각도에서만 잘 보이기 때문에 관찰시 일정한 각도를 유지할 수 있도록 합니다.
뚜껑을 열어서 안에 있는 물체를 만지다 보면, 안쪽에 거울에 흠집이 나서 반사가 잘 되지 않으므로, 가능한 뚜껑을 열지 않도록 합니다.
너무 큰 물체를 넣는 경우에는 일부분만이 반사되어 나오므로 좋지 않습니다. 작고 입체적인 물체를 넣는 것이 좋습니다.
과학적 원리
신기루(미라주)의 원리는 2개의 오목거울에 의해서 생기는 실상입니다. 즉 물체가 오목거울에 의해서 2번 반사가 되어 나오면서 좌우가 바뀌어 실상이 우리 눈에 들어오게 되는 것입니다.
본다는 것은 물체에서 반사된 빛이 우리 눈에 들어오기 때문에 볼 수 있는 것입니다. 하지만 우리는 그 빛이 반사되어 들어온 빛인지 직접 들어온 빛인지 알지 못합니다. 단순히 우리가 알 수 있는 것은 빛이 눈으로 들어왔다는 사실입니다.
마찬가지로 신기루(미라주)에 의해 만들어진 물체의 실상은 실제로 그 실상의 위치에 있는 물체가 놓여 있을 때 나오는 빛의 경로와 똑같아 지기 때문에 우리는 그 물체가 정말로 그 위치에 있다고 느끼는 것입니다. 빛의 경로가 똑같기 때문에 눈으로 그 빛을 보고 있는 우리는 절대 구분할 수 없습니다. 이전에도 말했지만 눈은 그냥 감지장치일 뿐 그 빛이 어떻게 왔는지는 알 수 없기 때문입니다.
위 사진에서 내가 보고 있는 돼지모형이 왼쪽처럼 반사되어 빛이 나오는지 오른쪽처럼 실제 돼지모형이 그 위치에 있어서 빛이 나오는지 알 수 없다는 겁니다.
신기해 보이지만 거울에 반사된 물체도 사실은 우리가 주변의 사물을 감지하지 못한다면 거울에 반사된 것인지, 아니면 정말로 물체가 그 뒤편에 있어서 그렇게 보이는 것인지 알 수 있는 방법이 없답니다.
평면거울에 비해 신기루는 입체적으로 관찰이 가능하기 때문에 더 신기해 보이는 것입니다.
눈에 보이는 물체에 레이저 포인터를 비춰보면 실물인지 실상인지 구분할 수 있을까요?
기회가 되면 직접 해 보기 바랍니다. 이 또한 구분되지 않고, 실제 물체에 레이저를 비추는 듯 한 착각에 빠지게 됩니다. 그래서 더 신기해 보입니다.
