영화나 드라마 등에서 경찰 또는 검사가 용의자 또는 피의자를 조사하는 장면이 나올 때 주제에서 말하는 신기한 거울을 볼 수 있습니다. 해당 거울은 한쪽에서는 거울로 기능하고, 한쪽에서는 투명한 유리로 기능하는데, 어떻게 이런 일이 가능한 걸까요?
해당 거울은 단방향 투과성 거울 또는 양방향 투과성 거울, 매직미러 등 다양한 이름으로 불립니다.(이하 ‘매직미러’) 많은 사람이 매직미러에 최첨단 기술이 들어갔을 것으로 여기는데, 사실 매우 단순한 원리입니다.
유리와 거울은 어떻게 다를까?
의문을 해결하기 위해 유리부터 알아보겠습니다. 일상생활에서 접하는 유리는 투명 유리와 불투명 유리가 있습니다. 투명 유리는 이산화규소에 붕사, 석회석, 탄산나트륨 등을 첨가해서 가열(1,600℃↑)해 녹인 후 굳혀 만든 것으로 빛의 반사도가 낮으므로 투명합니다.
여기서 투명함을 제거한 것이 불투명 유리이고, 불투명 유리는 얇은 두 장의 유리 사이에 막을 넣어서 투과하는 빛의 양을 줄이는 방식으로 투명도를 낮춰서 만듭니다. 다른 방법으로는 연마제 등을 이용해 유리의 표면을 울퉁불퉁하게 만들거나 표면을 부식시켜서 난반사를 유도해 만듭니다.
투명 유리와 불투명 유리는 이렇게 만들고, 거울은 투명 유리의 한쪽에 반사 성질이 높은 질산은이나 알루미늄을 코팅해서 만듭니다.
매직미러, 조명 차이가 만드는 효과
매직미러는 은이나 알루미늄 코팅 대신에 반사율이 높은 매우 얇은 금속 피막인 마이크로판을 코팅해주거나 한쪽 면에 반사막을 코팅한 필름을 부착해서 만듭니다. 그리고 조명 차이를 주면 매직미러로 기능합니다.
영화나 드라마에서 봤던 조사실을 잘 떠올려보면 조사실 내부를 들여다보는 공간은 조사실 내부와 비교했을 때 어둡습니다. 이는 조명 차이를 주기 위함인데, 조사실 내부든 외부든 빛이 존재하면 그 빛은 사방으로 퍼질 겁니다.
앞서 매직미러는 한쪽 면에 반사율이 매우 높은 마이크로판이나 필름을 코팅 또는 부착해서 만든다고 했는데, 이해를 돕기 위해 조사실 내부에 99의 밝기가 있다고 해보면 49.5는 조사실 외부로 투과하고, 49.5는 조사실 내부로 다시 반사됩니다.
근데 조사실 외부는 어둡습니다. 1의 밝기가 있다고 해보면 조사실 내부로 0.5가 투과하고, 0.5는 다시 반사됩니다. 여기서 주제의 의문을 해결할 수 있습니다. 조사실 외부에서 내부로 투과하는 빛의 양이 적으므로 조사실 내부의 반사광에 묻혀서 조사실 외부에서는 내부가 유리로 기능하고, 내부는 높은 반사율 덕분에 거울로 기능합니다.
매직미러 실험: 어두운 쪽에서는 유리처럼
이해를 돕기 위해 한쪽 면에 반사막을 코팅한 필름을 투명한 유리에 붙여봤습니다. 그리고 한쪽은 실제 조사실 외부 공간처럼 어둡게 만들었습니다.
지금 보이는 영상은 조사실 내부를 들여다보기 위해 조사실 외부로 들어가는 장면이라고 이해하면 됩니다. 그리고 빛을 차단해보면 유리로 기능하고 있음을 알 수 있습니다. 그러니까 조사실 외부에서 내부를 들여다보는 상황입니다. 혹여나 유리인지 반사되는 중인지 파악이 어려울 수도 있어서 반려견이 특별 출연 해주었습니다(간식 지급했습니다!). 분명 투명 유리가 맞습니다.
밝은 쪽에서는 거울처럼 보일까?
다음으로 조사실 내부에서 외부를 보는 장면을 연출해보겠습니다. 아직 반대쪽(조사실 외부)의 빛을 차단한 상태가 아니라서 유리가 투명해 보이는데, 빛을 차단하는 순간 거울로 기능하는 것을 확인할 수 있습니다.
저기 삐죽 보이는 것은 스마트폰입니다. 마찬가지로 반려견이 특별 출연해서 거울임을 증명해주었는데, 못 보신 분들을 위해 한 번 더 지나가 보겠습니다. 두 번은 정 없으니 마지막으로 한 번만 더 지나가 보겠습니다. 분명 거울이 맞습니다. 매직미러의 원리는 이와 같습니다.
매직미러 확인 방법과 손톱 테스트의 한계
끝으로 매직미러인지 확인하는 방법으로 손톱 끝을 거울에 대보는 방법이 많이 알려졌는데, 되는 것도 있고, 안 되는 것도 있으므로 의미가 없습니다.
원리를 이용해서 생각해보면 거울 가까이에 붙어서 유리에 투과하는 빛을 차단해 어둡게 만들고, 손전등을 거울에 댄 다음에 반대쪽으로 빛을 강하게 쏴주면 매직미러 원리에 따라 거울 너머가 보일 겁니다. 이것보다 확실한 방법은 깨부수는 겁니다. 궁금증이 해결되셨나요?
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