주방 과학의 마법! 머들러가 마법 지팡이로? 위아래가 뒤바뀌는 신비한 렌즈의 비밀
과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험이죠!
여러분 집 주방이나 책상 서랍 속에 유리로 된 막대나 투명한 펜 같은 물건이 잠자고 있지는 않나요? 언뜻 보기엔 평범한 막대기일지 몰라도, 사실은 세상을 뒤집어 놓을 마법의 지팡이일 수도 있습니다. 과학 시간에 렌즈의 원리를 배울 때 우리는 카메라의 구조를 예로 많이 들죠. 하지만 우리 일상에 훨씬 더 가까이 있는 렌즈는 비 온 뒤 나뭇잎 위에서 보석처럼 반짝이는 동그란 물방울이나 축제 포장마차에서 건진 유리 구슬 속에 숨어 있답니다.
물방울 너머로 나뭇잎을 들여다보면 잎맥이 역동적으로 퍼져 보이거나, 유리 구슬을 통해 손가락을 보면 지문이 미로처럼 거대하게 확대되어 보이는 경험, 다들 해보셨을 거예요. 바로 이런 ‘일상 속 발견’이야말로 과학의 시작점입니다. 학생들에게 아무리 카메라의 정밀한 도면을 보여주는 것보다 “물방울이 지문을 크게 보이게 했어요!”라는 실제 경험이 훨씬 더 눈을 반짝이게 만들고 “선생님, 봤어요!”라며 신나게 보고하게 만듭니다.
오늘은 학교 과학실이나 집 주방에 있는 유리 막대(또는 유리 머들러)가 가진 신비로운 렌즈의 힘에 대해 탐구해 보겠습니다.
과학 레시피: 세상을 뒤집는 실험
준비물: 유리 막대(또는 투명한 원통형 머들러), 상하를 뒤집어 인쇄한 글자
실험 방법과 놀라운 결과
먼저, 다음과 같은 화살표나 글자를 준비하고 그 위에 유리 막대를 올려보세요. 일반적인 렌즈와는 조금 다른, 재미있는 현상이 일어날 겁니다.
우선, 네 방향을 가리키는 화살표 위에 유리 막대를 가로로 놓아봅시다. 어떻게 보이나요?
보세요! 원래 “위, 아래, 오른쪽, 왼쪽”을 향하고 있던 화살표 중에서 방향이 바뀐 것은 어느 쪽일까요? 맞습니다. 아래가 위로, 오른쪽과 왼쪽은 그대로인 채 상하 방향만 뒤집힌 것을 알 수 있습니다. 좌우 방향은 그대로인데 상하만 거꾸로 되는 것, 이것이 바로 원통형 렌즈의 마법입니다.
다음은 언뜻 보면 도저히 읽을 수 없는 ‘이상한 글자’ 위에 막대를 올려보겠습니다.
글자는 어떻게 보일까요?
신기하게도, 흩어져 보였던 선들이 합쳐지면서 또렷한 글자로 읽히기 시작했습니다. 미리 ‘상하 반전’시켜 쓴 글자가 유리 막대의 렌즈 효과를 통해 다시 반전되면서, 우리 눈에는 올바른 모습으로 보이게 된 것입니다. 단순히 거꾸로 하는 것이 아니라, 거울상(좌우 반전)과는 다른 ‘상하 뒤집힘’이 핵심입니다. 시각적 트릭을 풀어내는 듯한 짜릿함이 느껴지시나요?
초점이 만들어내는 ‘확대’의 마법
더욱 재미있는 사실은 지금부터입니다. 유리 막대를 종이에 딱 붙이듯이 밀착시켜보면 보이는 모습이 완전히 달라집니다.
사진으로는 변화를 알아채기 어려울 수 있으니, 영상을 통해 이 부드러운 변화를 직접 확인해보세요.
확인하셨나요? 유리 막대를 종이에 가까이 대면 글자가 뒤집히지 않고, 그저 크게 확대되어 보입니다. 이것은 글자가 유리 막대의 초점(빛이 모이는 지점) 안쪽에 들어갔기 때문입니다. 이때 우리 눈에는 ‘실제 상(실상)’이 아닌, 돋보기로 보는 것과 같은 가짜 상(허상)이 보입니다.
주변에 흔히 있는 유리 막대 하나로 빛의 굴절과 초점의 원리를 이토록 역동적으로 체험할 수 있다니, 정말 멋지지 않나요? ‘왜 그럴까?’하고 생각하고 실제로 실험해보는 과정을 통해 세상을 보는 시야가 조금씩 넓어질 것입니다. 여러분도 주방에 있는 머들러를 집어 들고, 숨겨진 비밀 메시지를 해독해보세요. 참고로, 반전된 글자를 만들 때는 Windows의 ‘그림판’ 같은 소프트웨어로 글을 쓴 다음 ‘상하 반전’ 기능을 사용하면 아주 쉽게 만들 수 있습니다!
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