반사광과 확산 반사광에 관한 기사
평면 거울 앞에 서면 거울에 비친 자신의 얼굴을 볼 수 있습니다. 그렇다면 평면 거울의 가장자리에 서면 거울 뒤에 있는 자신의 얼굴을 볼 수 있을까요? 평면 거울 표면에 손전등을 비춰보면 이를 더 자세히 확인할 수 있습니다. 손전등을 평면 거울 표면에 수직으로 비추면 거울에 반사된 손전등 불빛이 보입니다. 하지만 평면 거울의 가장자리에 서서 손전등을 거울 중앙을 향해 비추면 손전등 불빛이 보이지 않습니다!
낮에는 물체를 관찰할 때 다양한 현상이 나타납니다. 책, 돌, 탁자 같은 물체는 햇빛을 반사하기 때문에 낮에 볼 수 있습니다. 이전 문제의 거울도 마찬가지입니다. 물체가 평면 거울 앞에 있으면 물체는 햇빛을 거울 표면으로 반사합니다. 물체가 반사한 햇빛은 다시 거울에 반사되어 눈으로 들어오므로 거울 뒤에 있는 물체의 그림자를 볼 수 있습니다. 책, 돌, 탁자에도 각각 다른 현상이 일어납니다. 낮에는 햇빛이 책에 비추고, 책은 햇빛을 반사하여 눈으로 들어오기 때문에 책을 볼 수 있습니다. 밤에는 불빛이 책에 비추고, 책은 불빛을 반사하여 눈으로 들어오기 때문에 책을 볼 수 있습니다.
평면 거울과 책이 빛을 반사하는 방식의 차이점은 평면 거울은 빛을 특정한 각도로 우리 눈으로 반사하는 반면, 책은 다양한 각도로 빛을 반사한다는 것입니다. 왜 그럴까요? 이를 이해하기 위해서는 먼저 빛의 두 가지 반사 유형, 즉 정반사와 난반사에 대해 알아야 합니다.
정반사
그림 A와 B를 살펴보세요. 주황색 화살표는 광선을 나타내고, 회색 수평선은 평면 거울을 나타냅니다.
A 지점의 빛이 평면 거울의 표면을 비추면, 거울에서 반사된 빛은 B 지점에서는 보이지 않고 C 지점에서만 볼 수 있습니다.
이러한 반사는 물체의 표면이 평평하고 매우 매끄러워서 모든 광선이 동일한 입사각과 반사각을 가지기 때문에 발생합니다 . 이러한 반사를 정반사라고 합니다.
확산 반사
모든 광선은 평행하게 진행하지만, 관찰해 보면 물체의 표면은 거칠기 때문에 입사광선과 반사광선은 각각 다른 입사각과 반사각을 갖게 됩니다. 빛이 A 지점에서 물체의 표면을 비추면, 물체에 의해 반사된 빛은 B와 C 지점에서 볼 수 있습니다. 이와 같은 반사를 확산 반사라고 합니다.
빛이 모든 방향으로 반사되는 것은 빛의 반사 법칙이 적용되지 않아서가 아니라 물체의 표면이 거칠기 때문입니다. 산란 반사는 돌, 집, 책, 휴대폰, 컴퓨터, 자동차 등 우리가 일상생활에서 관찰할 수 있는 물체에서 발생합니다. 책과 같은 물체의 표면은 평평해 보이지만, 실제로는 미세한 규모에서 보면 울퉁불퉁합니다.
