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거울

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목차

1. 개요

거울은 빛의 반사를 이용하여 사물의 모습을 보여주는 도구이다. 인류는 정적인 수면을 시작으로 금속, 유리 등을 활용하여 거울을 제작해왔으며, 제사 도구, 장식품, 개인 위생 용품 등 다양한 용도로 사용했다. 거울은 평면, 오목, 볼록 거울 등 다양한 형태로 제작되며, 반사율이 높은 금속이나 유전체 물질을 사용하여 만들어진다. 과학적으로는 반사의 법칙을 따르며, 상의 형태는 거울의 종류에 따라 달라진다. 거울은 일상생활, 과학 기술, 예술 등 다양한 분야에서 활용되며, 무한 반사, 위상 공액 거울 등 특수한 형태도 존재한다. 한국 문화에서는 자기 인식, 신성함, 상징성을 가지며, 다양한 문학 작품, 영화, 예술 작품의 소재로 사용된다.

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거울
지도 정보
기본 정보
명칭거울
영어mirror
일본어鏡 (かがみ, kagami)
설명물체의 상을 반사하여 비추는 물건
구조
주요 구성 요소유리
금속 박막 (주로 알루미늄 또는 은)
반사면매우 매끄러운 표면
역사
초기 거울청동
구리
흑요석
현대 거울유리 위에 금속 박막 코팅
종류
형태평면 거울
오목 거울
볼록 거울
용도생활용품
광학 기기
장식품
용도
일상생활얼굴 확인
옷 매무새 정리
산업자동차 백미러
카메라
망원경
예술설치 미술
기타
관련 문화깨진 거울의 불운
기타매끈한 표면은 빛을 반사하며, 거울은 이를 이용한 물건

2. 역사

인류 최초의 거울은 수면이었다. 고대에는 청동 거울이 제사 도구로 사용되었으며, 제사장의 권력을 상징하기도 했다. 일본 천황의 삼종신기에도 거울이 포함되어 있다.

거울을 보며 머리를 손질하는 여인을 묘사한 로마 프레스코화, 이탈리아 스타비아이, 서기 1세기


아르놀피니의 초상의 볼록 거울 세부 묘사, 브뤼헤, 1434년


'단장하는 여인', '궁녀에게 하는 훈계' 세부 묘사, 당나라 시대 구개지(Gu Kaizhi)의 원본을 모사한 중국 화가 작품


거울을 보는 여인 조각상, 인도 할레비두, 12세기


거울은 오랫동안 가정용품과 장식용품으로 사용되었다. 옛날에는 은, 청동, 철 등 금속 표면에 광을 내어 사용하다가, 3세기경 유리를 덧댄 거울이 등장하여 13-14세기 무렵부터 유행했고,[38] 16-17세기에는 전 유럽에 퍼졌다.

고대에는 금속판을 연마한 금속 거울이 만들어졌다. 현대에는 대부분 유리 뒷면에 금속면을 입힌 '''뒷면 거울'''을 대량 생산한다.[21] 뒷면 거울은 금속면이 유리 내부에 있어 손상되기 어렵지만, 영상에 약간의 흔들림이 있다.[21] 반면, 광학기기에는 '''표면 거울'''이 사용된다.[21]

1317년 베네치아의 유리공이 주석 아말감을 유리 뒷면에 부착시켜 거울을 만드는 방법을 발명한 이후, 유리를 사용한 반사율이 우수한 거울이 생산되기 시작했다. 1835년 독일의 폰 리비히가 질산은 용액을 사용하여 유리 표면에 은을 침착시키는 방법(은거울 반응)을 개발하면서 제경 기술은 품질과 생산 방법 모두 개선되었다.

현재는 거울이 고도로 기계화된 방법으로 대량 생산되며, 광택면 보호를 위한 금속 도금이나 도료의 개량으로 내구성이 향상되었다. 그러나 유리 뒷면에 은 도금을 한 거울이라는 점은 19세기 이후 변하지 않았다. 알루미늄을 이용하는 경우도 있지만, 은에 비해 반사율이 약간 떨어진다.[29]

2. 1. 고대

인류가 사용한 최초의 거울은 정적인 수면이었다.[2] 이후 흑요석과 같은 연마된 돌 조각이나, 청동기 시대에는 청동, 구리, 은 등으로 만든 금속 거울이 사용되었다. 고대 차탈회위크 유적에서는 흑요석을 갈아 만든 석판 거울이 출토되었고,[24] 청동 거울은 제사의 도구로서 제정일치 사회에서 제사장의 권력을 상징하기도 했다. 일본 천황의 삼종신기에도 거울이 포함되어 있다.

연마된 구리 거울은 기원전 4000년경 메소포타미아에서, 기원전 3000년경 고대 이집트에서 제작되었다. 중앙 아메리카와 남아메리카의 연마된 돌 거울은 기원전 2000년경부터 만들어졌다. 중국에서는 기원전 2000년경부터 청동거울이 제작되었으며,[4] 가장 초기의 청동 및 구리 거울 중 일부는 치자 문화에 의해 생산되었다.

동아시아에서는 중국에서 약 4천 년 전 "기가문화기"(신석기 시대) 청동거울이 가장 오래되었고,[26] 일본에서는 기원전 2세기부터 16세기(야요이 시대부터 아즈치모모야마 시대)까지 약 1800년간을 "'''고경''' 시대"로 구분하고 있다.[28]

그리스의 철학자 소크라테스는 젊은이들에게 거울을 보고 자신을 살펴보라고 촉구했는데, 이는 아름다움에 걸맞은 사람이 되거나, 배움을 통해 자신의 수치를 감추는 방법을 알게 하기 위함이었다.

1세기 CE에 소다석회 유리와 유리 불기의 발달과 함께 유리가 거울에 사용되기 시작했다. 로마 제국 시대에는 은 거울이 하인들 사이에서도 널리 사용되었다.

2. 2. 중세 및 근대

청동기 시대에는 대부분의 문화권에서 청동, 구리, 은 또는 기타 금속을 연마하여 원반 형태로 만든 거울을 사용했다. 케르마의 누비아 사람들은 거울 제작에 능숙했으며, 케르마 신전에서 그들의 청동 가마 유적이 발견되었다.[3] 중국에서는 기원전 2000년경부터 청동거울이 제작되었고,[4] 취자 문화에서 가장 초기의 청동 및 구리 거울이 생산되었다. 이러한 금속 거울은 그리스-로마 시대와 중세 유럽 전역에서 표준으로 사용되었다. 로마 제국 시대에는 은 거울이 하인들 사이에서도 널리 사용되었다.

스펙쿨럼 금속은 구리와 주석을 섞어 만든 합금으로, 반사율이 매우 높아 수세기 동안 거울 재료로 사용되었다. 이 거울은 중국과 인도에서 유래했을 것으로 추정된다. 스펙쿨럼 금속이나 귀금속으로 만든 거울은 제작하기 어려워 부유층만 소유할 수 있었다.

일반적인 금속 거울은 쉽게 광택이 손상되어 자주 연마해야 했다. 청동 거울은 반사율이 낮고 색 재현이 좋지 않았으며, 돌 거울은 이보다 더 심했다. 이러한 결함은 신약 성서 고린도전서 13장에 나오는 "거울로 보는 것 같이 희미하게 본다"는 구절의 배경이 되었다.

고대 그리스의 철학자 소크라테스는 젊은이들에게 거울을 보고 자신을 성찰하라고 권했다. 아름다운 사람은 그 아름다움에 걸맞게 행동하고, 추한 사람은 배움을 통해 자신의 결점을 가릴 수 있도록 하기 위해서였다.

유리 거울은 1세기 CE에 소다석회 유리와 유리 불기 기술이 발달하면서 사용되기 시작했다. 로마 학자 플리니우스는 시돈(현재 레바논)의 장인들이 유리 뒷면에 납이나 금박을 입혀 거울을 만들었다고 주장했다. 금속은 높은 반사율을 제공했고, 유리는 매끄러운 표면을 제공하여 금속이 긁히거나 광택을 잃는 것을 막았다. 그러나 3세기 이전의 유리 거울에 대한 고고학적 증거는 발견되지 않았다.

초기 유리 거울은 유리 거품을 불어 만든 후 지름 10~20 cm의 작은 원형 조각으로 잘라 만들었다. 표면은 오목하거나 볼록했으며, 불완전한 부분은 상을 왜곡시켰다. 납을 입힌 거울은 용융된 금속의 열 때문에 유리가 깨지는 것을 막기 위해 매우 얇게 만들어졌다. 유리 거울은 품질이 낮고 비쌌으며 크기가 작았기 때문에, 19세기 후반까지 주로 강철로 된 고체 금속 거울이 사용되었다.

서기 500년경 중국에서는 은 도금 금속 거울이 개발되었다. 금속 표면에 아말감을 바른 후 수은이 증발할 때까지 가열하는 방식이었다.

중세 시대 유리 거울 기술은 유리 제작 기술의 발전에 따라 발전했다. 프랑스의 유리 제작자들은 유리 거품을 불어 빠르게 회전시켜 평평하게 만든 후 직사각형으로 잘라 평평한 유리판을 만들었다. 16세기 베네치아에서는 독일에서 개발된 더 나은 방법을 사용했는데, 유리 원통을 불어 양쪽 끝을 잘라낸 후 길이 방향으로 잘라 뜨거운 평판 위에 펼치는 방식이었다. 베네치아 유리 제작자들은 또한 거울에 납유리를 사용했는데, 이는 결정처럼 맑고 가공하기 쉬웠기 때문이다.

유럽 르네상스 초기에는 유리 거울에 균일하고 높은 반사율을 가진 주석 코팅을 만들기 위해 화염도금 기술이 개발되었다. 유리 뒷면에 주석-수은 아말감을 코팅하고 열을 가해 수은을 증발시키는 방식이었다. 이 방식은 기존의 용융 납 방식보다 유리에 열 충격을 덜 주었다. 이 기술의 발명 시기와 장소는 알려져 있지 않지만, 16세기 베네치아는 이 기술을 이용한 거울 생산의 중심지였다. 베네치아 거울은 최대 크기의 정사각형이었다.

베네치아는 1세기 동안 주석 아말감 기술에 대한 독점권을 유지했다. 화려하게 장식된 액자에 담긴 베네치아 거울은 유럽 전역의 궁궐을 장식하는 고급 장식품으로 사용되었으며 매우 비쌌다. 17세기 후반, 피에스케 백작 부인은 거울을 얻기 위해 밀 농장 전체를 거래했는데, 그녀는 이것을 헐값으로 여겼다고 한다. 그러나 17세기 말, 산업 스파이 활동을 통해 이 비법이 유출되었다. 프랑스 공방은 이 기술을 대규모로 산업화하여 수은 증기의 독성에도 불구하고 거울을 대중에게 저렴하게 공급할 수 있게 되었다.

1317년 베네치아의 유리공이 주석 아말감을 유리 뒷면에 부착시켜 거울을 만드는 방법을 발명한 이후, 유리를 사용한 반사율이 우수한 거울이 생산되기 시작했다. 이것은 유리 위에 주름 없는 주석박을 놓고 그 위에 수은을 부은 후, 약 1개월 동안 방치하여 아말감으로 접착시키고 남은 수은을 흘려보내 마무리하는 고된 작업이었다.

2. 3. 현대

중세 시대 유리 거울의 발전은 유리 제작 기술의 향상에 따랐다. 프랑스의 유리 제작자들은 유리 거품을 불어넣고, 빠르게 회전시켜 평평하게 만든 다음, 직사각형으로 잘라내어 평평한 유리판을 만들었다. 16세기 베네치아에서는 독일에서 개발된 더 나은 방법으로 유리 원통을 불어넣고, 양쪽 끝을 잘라낸 다음, 길이 방향으로 잘라 평평한 뜨거운 판 위에 펼쳐놓는 방식을 사용했다. 베네치아 유리 제작자들은 또한 결정처럼 맑고 가공이 용이하다는 점 때문에 거울에 납유리를 사용하기 시작했다.

초기 유럽 르네상스 시대에는 유리 거울에 균일하고 높은 반사율을 가진 주석 코팅을 만들기 위해 화염도금 기술이 개발되었다. 유리 뒷면에 주석-수은 아말감을 코팅하고, 열을 가하여 수은을 증발시키는 방식이었다. 이 과정은 기존의 용융 납 방식보다 유리에 열 충격이 덜했다. 이 기술의 발명 시기와 장소는 알려지지 않았지만, 16세기에는 베네치아가 이 기술을 이용한 거울 생산의 중심지였다. 베네치아 거울은 최대 크기의 정사각형이었다.

베네치아는 1세기 동안 주석 아말감 기술에 대한 독점권을 유지했다. 화려하게 장식된 액자에 담긴 베네치아 거울은 유럽 전역의 궁전을 장식하는 고급 장식품으로 사용되었으며 매우 비쌌다. 예를 들어, 17세기 후반에는 피에스케 백작 부인이 거울을 얻기 위해 밀 농장 전체를 바꾸는 거래를 했다고 전해진다. 그녀는 이것을 헐값으로 여겼다고 한다. 그러나 그 세기 말에 이 비밀은 산업 스파이 활동을 통해 유출되었다. 프랑스 공방은 이 과정의 대규모 산업화에 성공하여 수은 증기의 독성에도 불구하고 결국 거울을 대중에게 저렴하게 제공할 수 있게 되었다.

19세기 후반 리본 기계의 발명은 현대적인 유리창을 대량 생산할 수 있게 했다. 프랑스 왕실의 지원으로 설립된 생고뱅 공장은 중요한 제조업체였으며, 종종 더 저렴했던 보헤미아와 독일의 유리도 중요한 역할을 했다.

은도금 유리 거울의 발명은 1835년 독일 화학자 유스투스 폰 리비히의 공로로 여겨진다. 그의 습식 증착 공정은 질산은의 화학적 환원을 통해 유리에 얇은 은 층을 증착하는 것을 포함했다. 이 은도금 공정은 대량 생산에 적용되어 저렴한 거울을 더 쉽게 구할 수 있게 되었다.

1317년 베네치아의 유리공이 주석 아말감을 유리 뒷면에 부착시켜 거울을 만드는 방법을 발명한 이후, 유리를 사용한 반사율이 우수한 거울이 생산되기 시작했다. 이것은 유리 위에 주름 없는 주석박을 놓고, 그 위에 수은을 붓고 방치하여 서서히 아말감으로 접착시키고, 약 1개월 후에 남은 수은을 흘려 보내 거울로 마무리하는 수고로운 작업이었다.

1835년 독일의 폰 리비히가 현재의 제경 기술의 기반이 되는 질산은 용액을 사용하여 유리 표면에 은을 침착시키는 방법(은거울 반응)을 개발했고, 이후 제경 기술은 품질과 생산 방법 모두 개선되어 왔다.

현재는 거울이 고도로 기계화된 방법으로 대량 생산되고, 광택면 보호를 위한 금속 도금이나 도료의 개량으로 내구성이 비약적으로 향상되었지만, 유리 뒷면을 은 도금한 거울이라는 점은 19세기 이후 변하지 않았다. 이것은 은이 가시광선의 반사율(전기 전도율 및 열 전도율에 기인)이 금속 중에서 가장 크기 때문이다.

알루미늄을 이용하는 경우도 있지만, 은에 비해 반사율이 약간 떨어진다.[29] 유리 등에 증착시키지 않고 단체로 사용한 것은 깨지지 않고 가볍고 강도에도 뛰어나지만, 반사율이 떨어진다.[30]

유리를 사용하는 거울 외에도, 폴리에스터 등의 필름 표면에 금속을 증착시켜 휴대성과 안전성을 높인 것도 있다.

3. 과학적 원리

거울은 표면에 대해 입사각과 반사각이 같은, 반사의 법칙을 따른다. 거울에 수직으로 빛을 비추면 수직으로 빛이 돌아오고, 빛을 기울여 비추면 기울어진 각도로 반사된다. 거울에 비친 모습은 오른쪽과 왼쪽이 뒤집힌다.

거울의 표면을 어떻게 다듬느냐에 따라 특성이 달라진다. 오목하게 만들면 빛이 한 점으로 모이고, 볼록하게 만들면 빛이 밖으로 흩어진다. 빛의 경로는 가역적이므로, 오목 거울에서 빛이 모였던 점에 광원을 두면 한 방향으로 빛이 나오고, 볼록 거울에서 빛이 흩어진 곳에서 빛을 쏘면 처음에 빛을 쏘았던 곳에서 빛을 볼 수 있다.

오목 거울은 앞에서 보는 사람 입장에서 모아진 빛을 흩어지게 하고, 볼록 거울은 흩어진 빛을 모으는 역할을 한다. 따라서 오목 거울은 실제보다 작은 모습을, 볼록 거울은 실제보다 큰 모습을 보여준다.

실상은 스크린에 비쳐지기 때문에 상을 물체로 보는 다른 광학계를 사용할 수 있다.

위 설명은 수차를 고려하지 않은 이상적인 경우이다. 오목 거울과 볼록 거울은 구형에 가깝다고 설명하지만, 경계에서 구면수차가 발생한다. 실제로 오목 거울을 설계할 때는 포물거울을, 안전 반사 거울을 만들 때는 쌍곡선 거울을 고려한다.

거울에 입사하는 광선은 거울면에 따라 방향이 바뀐다. YZ 평면 상의 거울에서 3벡터로 주어진 광선은 다음과 같이 방향이 바뀐다.

\begin{pmatrix} x \\ y \\ z\end{pmatrix} \to \begin{pmatrix} -x \\ y \\ z\end{pmatrix}

이를 이용해 서로 직교하는 거울 3개로 모든 광선을 입사 방향과 반대되는 방향으로 반사시키는(도립상) 거울을 만들 수 있다. 잠망경은 평행한 평면 위에 존재하는 두 거울을 적절히 배치해 만든 광학계이다.

거울에 비친 상은 물체에 대해 면대칭이며, 이를 카이랄성이라고 한다. 평면 거울 2개를 사용하면 반전되지 않는 상을 얻을 수 있다.

거울은 종종 유리 기판에 전기도금을 통해 은, 니켈, 크롬 등을 습식 증착하여 제작한다. 광학 기기용 유리 거울은 진공 증착 방법으로 제작되며, 이는 1920~30년대 가스 방전 램프에서 금속이 방출되어 유리 벽에 응축되는 현상에서 비롯되었다. 스퍼터링은 1970년대 반도체 기술 발전과 함께 산업용 금속 코팅 방법으로 개발되었다.

백열전구에서도 비슷한 현상이 관찰되었고, 1912년 Pohl과 Pringsheim에 의해 증착 방법으로 개발되었다. 존 D. 스트롱은 1930년대에 증착 코팅으로 최초의 알루미늄 코팅 망원경 거울을 만들었다. 1937년 Auwarter는 증착된 로듐을 사용해 최초의 유전체 거울을 만들었다.

유리 거울의 금속 코팅은 페인트 층으로 보호된다. 광학 기기용 거울은 빛이 유리를 두 번 통과할 필요가 없도록 금속층이 앞면에 있고, 비금속(유전체) 물질의 얇은 투명 코팅으로 보호될 수 있다. 이산화규소 유전체 코팅으로 향상된 최초의 금속 거울은 1937년 Hass가 만들었고, 1939년 쇼트(Schott) 사에서 Walter Geffcken은 다층 코팅을 사용하는 최초의 유전체 거울을 발명했다.

고대 그리스 시대 그리스인들은 빛을 집중시키는 데 거울을 사용했다. 포물면 거울은 수학자 디오클레스(Diocles)가 "연소 거울에 대하여"(On Burning Mirrors)에서 기술하고 연구했다. 프톨레마이오스는 곡면 철 거울 실험을 수행했고, "광학"(Optics)에서 평면, 볼록/오목 구면 거울에 대해 논했다.

포물면 거울은 10세기 칼리파 왕조 수학자 이븐 사흘(Ibn Sahl)도 기술했다.

거울은 빛 파동을 관찰자에게 반사하여 파동의 곡률과 발산을 유지하고, 눈의 렌즈를 통해 초점을 맞출 때 상을 형성합니다. 거울 표면을 통과하는 입사파의 각도는 반사파의 각도와 일치합니다.


충분히 좁은 빛의 빔이 표면의 한 점에서 반사될 때, 표면의 수직 방향 \vec n은 그 점에서 두 빔이 이루는 각의 이등분선이 된다. 즉, 입사 빔의 광원을 향하는 방향 벡터 \vec u, 수직 벡터 \vec n, 반사 빔의 방향 벡터 \vec v는 공면에 있고, \vec n과 \vec v 사이의 각도는 \vec n과 \vec u 사이의 입사각과 같지만 부호가 반대이다.

이러한 성질은 전자기 평면파의 물리학으로 설명할 수 있다. 평평한 표면에 입사하는 파동으로, 이 표면은 전기적으로 전도성이 있거나 빛의 광속이 급격하게 변하는 곳(예: 굴절률이 다른 두 물질 사이)이다.

  • 평행한 빛살이 평면에서 반사될 때, 반사된 광선도 평행하다.
  • 반사면이 오목하면, 반사된 빔은 적어도 어느 정도까지, 표면으로부터 어느 정도 거리에서 수렴한다.
  • 볼록 거울은 평행 광선을 발산하는 방향으로 반사한다.


입사 광선이 서로 평행하지만 거울의 축에 평행하지 않거나, 거울에 가까이 있거나 거울에서 보이는 넓은 각도를 차지하는 물체의 상을 형성하려고 할 때처럼 초점이 아닌 점에서 발산하는 경우, 포물면 거울에서도 수차가 발생한다. 그러나 물체의 상이 거울에서 충분히 멀리 떨어져 있고 축 주위에 충분히 작은 각도를 차지하는 경우 이러한 수차는 충분히 작을 수 있다.

거울은 입사각(입사각) 방향으로 상을 반전시킵니다. 표면이 물체에서 90°, 수평각을 이룰 때, 상은 수직으로 180° 뒤집혀 보입니다(좌우는 올바른 쪽에 있지만, 상은 거꾸로 보임). 입사각의 법선이 수직 아래로 향하기 때문입니다.


거울은 실상(파란색)을 관찰자(빨간색)에게 반사하여 허상을 형성합니다. 이는 상 속의 물체가 거울 표면 뒤에 있고 반대 방향을 향하고 있다는 지각적 착각입니다(보라색). 화살표는 실제 이미지와 지각된 이미지의 방향을 나타내며, 반전은 필름을 거꾸로 보는 영화를 보는 것과 유사하지만, "스크린"은 관찰자의 망막입니다.


거울은 관찰자에게 상을 반사한다. 그러나 스크린에 투영된 상과 달리, 상은 실제로 거울 표면에 존재하지 않는다. 예를 들어, 두 사람이 거울 속에서 서로를 볼 때, 둘 다 같은 표면에서 다른 상을 본다. 빛의 파동이 눈의 수정체를 통과하여 수렴될 때, 망막 표면에 상을 형성하기 위해 서로 간섭한다. 그리고 두 관찰자 모두 다른 방향에서 오는 파동을 보기 때문에, 각각 같은 거울에서 다른 상을 본다. 따라서 거울에서 관찰되는 상은 눈에 대한 거울의 각도에 따라 달라진다. 물체와 관찰자 사이의 각도는 항상 눈과 법선(표면에 수직인 방향) 사이의 각도의 두 배이다. 이를 통해 양안시를 가진 동물은 심도 지각을 통해 3차원으로 반사된 상을 볼 수 있다.

거울은 관찰자와 반대 각도에 있는 어떤 것이든 ''허상''을 형성한다. 즉, 상 속의 물체는 직접적인 시선 방향—거울 표면 뒤—에 거울 앞 위치와 같은 거리에 존재하는 것처럼 보인다. 관찰자 뒤에 있거나 관찰자와 거울 사이에 있는 물체는 실제 방향이 변하지 않고 관찰자에게 반사된다. 빛의 파동은 단순히 거울에 수직인 방향으로 반전될 뿐이다. 그러나 관찰자가 물체를 향하고 있고 거울이 그들 사이에 각도를 이룰 때, 상은 각도 방향을 따라 180° 뒤집혀 보입니다.[7]

(평면) 거울에 비친 물체는 좌우가 반전되어 보이지만(예: 오른손을 들면 거울 속 상의 왼손이 위로 올라가는 것처럼 보임), 상하가 반전되지는 않는다(상에서 사람의 머리는 여전히 몸 위에 있음). 그러나 거울은 상하를 바꾸는 것 이상으로 좌우를 "바꾸는" 것은 아니다. 거울은 앞뒤를 바꾼다. 정확히 말하면, 거울 표면(법선)에 수직인 방향으로 물체를 반전시켜 3차원 이미지를 안팎으로 뒤집는다(장갑을 손에서 벗겨 안팎으로 뒤집는 방식으로 왼손 장갑을 오른손 장갑으로, 또는 그 반대로 바꿀 수 있습니다). 사람이 왼손을 들면 거울 속 실제 왼손이 올라가지만, 거울 속 가상의 사람이 문자 그대로 안팎으로 뒤집어져 있기 때문에 오른손이 올라가는 것처럼 보인다. 사람이 거울에 옆으로 선다면, 거울은 실제로 좌우 손을 반전시킨다. 즉, 물리적으로 거울에 더 가까운 물체는 허상에서 항상 더 가까이 보이고, 표면에서 더 먼 물체는 각도에 관계없이 대칭적으로 더 멀리 보입니다.

앞뒤 축이 뒤집힌 자신의 상을 보면 좌우 축이 뒤집힌 상을 인지하게 된다. 거울에 비치면 사람의 오른손은 실제 오른손과 정반대에 있지만, 마음은 상에서 왼손으로 인식한다. 사람이 거울을 볼 때, 상은 실제로 앞뒤가 반전(안팎으로 뒤집힘)되는데, 이는 속이 빈 가면 착각과 유사한 효과이다. 거울 상은 근본적으로 물체(안팎으로 뒤집힘)와 다르며 물체를 단순히 회전시켜 재현할 수 없다는 점에 유의하십시오. 물체와 그 거울 상은 카이랄하다고 한다.

2차원 물체(텍스트와 같은)로 간주될 수 있는 것의 경우, 앞뒤 반전으로 관찰된 반전을 설명할 수 없다. 상은 3차원 공간의 2차원 표현이며, 2차원 평면에 존재하기 때문에 앞이나 뒤에서 볼 수 있다. 종이에 있는 텍스트는 빛을 비추고 뒤에서 보면 반대로 보이는 것과 마찬가지로, 거울을 향해 든 텍스트는 거울 상이 여전히 관찰자에게서 멀리 향하고 있기 때문에 반대로 보입니다. 효과적으로 2차원인 물체의 상에서 관찰되는 반전을 이해하는 또 다른 방법은 거울에서 좌우가 반전되는 것은 인간이 주변 환경을 인지하는 방식 때문입니다. 거울 속 자신의 반사는 자신을 마주 보는 실제 사람처럼 보이지만, 실제로 자신을 마주 보려면(즉, 쌍둥이) 물리적으로 돌아서서 서로를 마주 봐야 하며, 이로 인해 좌우가 실제로 바뀝니다. 거울은 상이 관찰자를 향해 돌아선 것처럼 보일 때 좌우가 ''바뀌지 않았기 때문에'' 좌우 반전의 착각을 일으킵니다. 관찰자의 자기중심적 항법(관찰자의 관점에 따른 좌우; 즉, "내 왼쪽...")은 거울 뒤에 있는 것처럼 보이는 가상 이미지를 처리할 때 무의식적으로 타중심적 항법(다른 사람의 관점과 관련된 좌우; "...당신의 오른쪽")으로 대체됩니다. 마찬가지로, 거울에 비친 텍스트는 물리적으로 돌려서 관찰자를 향하고 표면에서 멀리 떨어져 있어야 실제로 좌우가 바뀌어 거울에서 읽을 수 있습니다.[7]

표면의 물결 모양과 같은 평탄도 오류로 인해 가정용 거울의 원거리 반사에서 이러한 인공물, 왜곡 및 낮은 이미지 품질이 발생했습니다.


표면 품질 또는 표면 정확도는 완벽한 이상적인 표면 형태에서의 편차를 측정한다. 표면 품질을 높이면 이미지의 왜곡, 인공물 및 수차가 줄어들고 결맞음, 콜리메이션, 빔의 원치 않는 발산을 줄이는 데 도움이 된다. 평면 거울의 경우 이는 종종 평탄도라는 용어로 설명되지만, 다른 표면 형태는 이상적인 형태와 비교된다. 표면 품질은 일반적으로 간섭계나 광학 평판과 같은 장비로 측정하며, 일반적으로 빛의 파장(λ)으로 측정된다. 이러한 편차는 표면 거칠기보다 훨씬 크거나 훨씬 작을 수 있다. 플로트 유리로 만들어진 일반적인 가정용 거울은 인치(25.4 mm)당 9~14λ만큼 낮은 평탄도 허용 오차를 가질 수 있으며, 이는 완벽한 평탄도에서 5600~8800 나노미터의 편차에 해당한다. 레이저나 망원경용으로 정밀하게 연마된 거울은 전체 표면에 걸쳐 λ/50(빛의 파장의 1/50 또는 약 12 nm)만큼 높은 허용 오차를 가질 수 있다. 표면 품질은 온도 변화, 기판의 내부 응력 또는 열팽창 계수가 다른 재료를 결합할 때 발생하는 굽힘 효과와 같은 요인의 영향을 받을 수 있다. 바이메탈 스트립과 유사하다.

표면 거칠기는 표면의 질감을 나타내는 것으로, 종종 연마 작업으로 인해 남는 미세한 흠집의 깊이로 표현된다. 표면 거칠기는 반사가 얼마나 정반사이고 얼마나 난반사인지를 결정하며, 이미지가 얼마나 선명하거나 흐릿할지를 제어한다.

완벽한 정반사를 위해서는 표면 거칠기가 빛의 파장보다 작아야 한다. 때때로 파장이 25mm 이상인 마이크로파는 금속 방충망, 대륙 빙상 또는 사막 모래에서 정반사될 수 있지만, 파장이 수백 나노미터(수십만분의 몇 인치)에 불과한 가시광선은 정반사를 생성하기 위해 매우 매끄러운 표면을 필요로 한다. 원자의 지름에 가깝거나 혹은 그보다 짧은 파장을 가진 X선과 같은 경우, 정반사는 광선이 빗각으로 입사될 때만 생성될 수 있다.

표면 거칠기는 일반적으로 마이크로미터(micron), 파장 또는 입도 크기로 측정되며, 약 80,000~100,000 그릿 또는 약 ½λ~¼λ가 "광학 등급"으로 간주된다.

500~600nm 파장에서 75~80% 반사율을 갖는 유전체 레이저 출력 커플러. 3° 웨지 프리즘에 석영 유리로 만들어졌다. 왼쪽: 거울은 황색과 녹색에 대해서는 높은 반사율을, 적색과 청색에 대해서는 높은 투과율을 가진다. 오른쪽: 거울은 589nm 레이저 광의 25%를 투과한다. 연기 입자가 회절시키는 빛이 반사하는 빛보다 많기 때문에, 빛이 관찰자 쪽으로 반사될 때 빔이 훨씬 더 밝게 보인다.


투과율은 입사광에 대해 투과되는 빛의 비율로 결정된다. 일반적으로 투과율은 첫 번째 표면과 두 번째 표면 모두에서 동일하다. 입사광에서 투과광과 반사광을 뺀 값은 코팅과 기판 모두에 의해 흡수된 양을 측정한다. 편광판, 빔 스플리터 또는 레이저 출력 커플러와 같은 투과형 거울의 경우 거울의 투과율은 중요한 고려 사항이다. 금속 코팅의 투과율은 종종 두께에 의해 결정된다. 정밀 빔 스플리터 또는 출력 커플러의 경우 적절한 양의 빛을 투과하기 위해 코팅의 두께를 매우 높은 허용 오차 내에서 유지해야 한다. 유전체 거울의 경우 코팅의 두께는 항상 높은 허용 오차 내에서 유지해야 하지만, 투과율을 결정하는 것은 종종 개별 코팅의 수이다. 기판의 경우 사용되는 재료는 선택한 파장에 대해 좋은 투과율을 가져야 한다. 유리는 대부분의 가시광선 응용 분야에 적합한 기판이지만, 적외선 또는 자외선 파장의 경우 셀렌화 아연 또는 합성 사파이어와 같은 다른 기판을 사용할 수 있다.

웨지 오차는 표면이 완벽한 평행에서 벗어남으로 인해 발생한다. 광학 웨지는 제조 오류나 한계로 인해 두 평면(또는 곡면의 주평면) 사이에 형성되는 각도로, 거울의 한쪽 가장자리가 다른 쪽보다 약간 두꺼워지는 원인이 된다. 평행한 면을 가진 거의 모든 거울과 광학 장치는 약간의 웨지가 있는데, 이는 일반적으로 초 또는 분으로 측정된다. 제1표면 거울의 경우, 웨지는 장착 하드웨어에 정렬 편차를 도입할 수 있다. 제2표면 또는 투과형 거울의 경우, 웨지는 빛에 프리즘 효과를 미쳐 궤적을 굴절시키거나, 아주 미미한 정도이지만 색상을 굴절시켜 색수차 및 기타 형태의 수차를 유발할 수 있습니다. 어떤 경우에는, 특정 레이저 시스템에서 코팅되지 않은 표면의 미광 반사가 매질을 통해 반사되는 것보다 더 잘 분산되는 경우와 같이 약간의 웨지가 바람직하다.

표면 결함은 표면의 매끄러움에 있어서 소규모의 불연속적인 불완전성을 의미한다. 표면 결함은 표면 거칠기보다 크며(어떤 경우에는 훨씬 더 크다), 전체 표면의 작고 국한된 부분에만 영향을 미친다. 이러한 결함은 일반적으로 긁힘, 찍힘, 구멍(종종 유리 내 기포로 인해 발생), 매끄러운 자국(이전의 더 큰 입도의 연마 작업으로 인한 긁힘으로 이후 연마 입자로 완전히 제거되지 않은 것), 가장자리 칩 또는 코팅의 얼룩으로 나타난다. 이러한 결함은 종종 비용과 기계 정밀도 모두에서 제조상의 한계로 인해 불가피한 부작용이다. 대부분의 응용 분야에서 충분히 낮게 유지되면, 이러한 결함은 표면이 이미지 평면에 위치하여 직접 나타나는 경우를 제외하고는 거의 악영향을 미치지 않는다. 레이저 또는 패브리-페로 간섭계와 같이 빛의 산란이 매우 낮거나 반사율이 매우 높거나, 거울을 파괴할 수 있는 높은 에너지 준위로 인한 흡수가 낮아야 하는 응용 분야의 경우, 표면 결함을 최소한으로 유지해야 한다.

거울은 용도에 따라 반사율, 표면 품질, 표면 거칠기 또는 투과율 등 다양한 공차로 제조될 수 있다. 이러한 공차는 일반 가정용 거울과 같이 넓은 범위에서 레이저나 망원경에 사용되는 것과 같이 매우 좁은 범위까지 다양하다. 공차를 좁히면 더 긴 거리에 걸쳐 더 정밀하고 정확한 이미징이나 빔 전송이 가능합니다. 이미징 시스템에서는 이를 통해 이상 현상(결함), 왜곡 또는 흐릿함을 줄일 수 있지만, 비용은 훨씬 더 높아집니다. 시청 거리가 비교적 가까운 경우나 높은 정밀도가 중요하지 않은 경우에는 더 넓은 공차를 사용하여 저렴한 비용으로 효과적인 거울을 만들 수 있다.

3. 1. 평면 거울

평면거울은 상과 물체가 같은 크기를 갖는다. 평면거울에서 상과 물체는 대칭성을 갖기 때문에, 평면거울에서 상까지의 거리는 평면거울에서 물체가 떨어진 거리와 같다.[7]

일반적인 거울은 평면의 형태를 하고 있으며, 이를 평면거울이라고 한다.

평면거울은 한 방향에서 온 상만을 비추므로, 입체의 정면은 보여도 측면은 비추지 않는다. 이 때문에 여러 개의 거울을 조합하는 경우도 있다. 소위 화장대는 보통 삼면경으로 되어 있다.

3. 2. 오목 거울

오목거울은 빛을 모으는 역할을 하기 때문에, 볼록 렌즈와 비슷한 성질을 공유한다.[21] 오목거울의 상은 물체와 초점의 거리에 따라 실상과 허상으로 나뉜다. 물체가 거울로부터 초점거리보다 먼 곳에 있으면 실상이 맺힌다. 실상은 실제로 비치는 상이기 때문에 스크린을 설치했을 때, 상의 모습을 관측할 수 있다. 반면 물체가 거울로부터 초점거리보다 가까이 있으면 허상이 맺힌다. 허상은 우리 눈에는 있다고 착각하는 가상의 광선으로 만들어진 상이기 때문에 스크린으로 상의 모습을 관측할 수 없을 뿐만 아니라, 스크린을 설치하는 것 자체가 불가능하다.

상은 기하광학으로 쉽게 작도할 수 있다. 다음은 상 작도를 위한 기본적인 작도법이다. 물체는 광원으로 본다.

  • 물체에서 나온 빛(광선)은 수평하게 거울에 닿는다. 닿는 거울면의 각도에 따라 반사의 법칙에 맞춰 반사되는 광선을 그린다.
  • 물체에서 나온 빛은 초점을 지난다. 초점을 지난 빛이 거울에 닿으면 거울면의 각도에 따라 반사의 법칙에 맞춰 반사되는 광선을 그린다.
  • 물체에서 나온 빛은 거울의 중심에 닿는다. 축에 수직인 면을 갖는다고 가정하는 거울의 중심은 축 상에 있다고 생각하므로, 축에 대칭하여 반사되는 광선을 그린다.
  • 반사된 광선들이 교차하는 점을 찾는다. 그 점이 그 물체의 상점이다. 이렇게 만들어진 상은 실상이다.
  • 교차하는 점이 없다면, 각각의 반사되는 반직선의 광선을 진행하는 반대방향으로도 그린다. 교차하는 점을 찾는다. 그 점이 그 물체의 상점이다. 그리고, 이렇게 만들어진 상은 허상이다.


일반적으로 오목거울은 구형에 가깝다고 설명하지만, 이 경우 거울의 경계에서 구면수차가 발생하게 된다. 실제로 오목거울을 설계할 때, 상황에 따라 포물거울이 고려된다.

좀 더 구체적으로, 오목한 포물면 거울(표면이 회전 포물면의 일부인)은 그 축에 평행한 광선을 그 초점을 통과하는 광선으로 반사한다. 반대로, 포물면 오목 거울은 초점에서 나오는 모든 광선을 그 축에 평행한 방향으로 반사한다. 오목 거울 표면이 장축 타원체의 일부라면, 한 초점에서 나오는 모든 광선을 다른 초점으로 반사한다.

구면 거울은 구면 수차 때문에 평행 광선을 단일 지점으로 수렴하거나 발산하는 광선으로 반사하지 않거나, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 그러나 구의 반지름에 비해 지름이 충분히 작은 구면 거울은 거울의 중심과 그 구의 중심을 통과하는 축을 갖는 포물면 거울과 매우 유사하게 동작하므로, 구면 거울은 많은 응용 분야에서 포물면 거울을 대체할 수 있다.

3. 3. 볼록 거울

평면보다 더 많은 빛의 정보를 담아내는 볼록거울


볼록 거울은 빛을 바깥으로 흩어지게 하는 성질을 가지고 있다. 빛의 경로는 가역적이기 때문에, 볼록 거울에서 빛이 흩어진 곳에서 거울을 향해 빛을 쏘면, 처음에 볼록 거울에 빛을 쏘았던 곳에서 빛을 볼 수 있다.[21]

볼록 거울은 흩어진 빛을 모으는 역할을 하므로, 실제보다 큰 모습을 보여준다. 볼록 거울의 상은 모두 허상이며, 허상은 가상의 광선으로 만들어진 상이기 때문에 스크린으로 관측할 수 없다.

볼록 거울의 상 작도 방법은 다음과 같다.

  • 물체에서 나온 빛은 수평하게 거울에 닿는다. 닿는 거울면의 각도에 따라 반사의 법칙에 맞춰 반사되는 광선을 그린다.
  • 물체에서 나온 빛은 초점을 지난다. 초점을 지난 빛이 거울에 닿으면 거울면의 각도에 따라 반사의 법칙에 맞춰 반사되는 광선을 그린다.
  • 물체에서 나온 빛은 거울의 중심에 닿는다. 축에 수직인 면을 가진다고 가정하는 거울의 중심은 축 상에 있으므로, 축에 대칭하여 반사되는 광선을 그린다.
  • 반사된 광선들이 교차하는 점을 찾는다. 만약 교차점이 없다면, 각각의 반사되는 반직선을 진행 방향 반대로 연장하여 그린다. 이렇게 만들어진 점이 물체의 상점이며, 이 상은 허상이다.


일반적으로 볼록 거울은 구형에 가깝다고 설명하지만, 이 경우 거울 경계에서 구면수차가 발생한다. 따라서 안전 반사 거울은 쌍곡선 거울로 디자인한다.

볼록 포물면 거울은 축에 평행한 광선을 거울 뒤 표면의 초점에서 나오는 것처럼 보이는 광선으로 반사한다. 반대로, 그 점으로 수렴하는 광선은 축에 평행한 광선으로 반사한다. 장축 타원체의 일부인 볼록 거울은 한 초점으로 수렴하는 광선을 다른 초점에서 나오는 것처럼 보이는 발산 광선으로 반사한다.

3. 4. 재료

거울에는 가시광선에서의 반사율이 높은 물질이 필요한데, 이는 대개 금속인 경우가 많다. 금속은 전도율이 높아 자유 전자가 쉽게 에너지를 얻고 잃는 특성이 있다. 이러한 특성 때문에 금속 표면에 빛을 쏘면 자유 전자가 들뜨고 곧바로 에너지를 잃으면서 광자 형태로 전환된다. 이 광자는 원래 빛과 같은 파장을 가지므로 빛이 반사되는 것이다.

최초로 인류가 사용한 거울은 아마도 고요한 물웅덩이 또는 반짝이는 돌이었을 것이다.[2] 좋은 거울을 만들기 위한 조건은 매우 높은 평면도(반드시 높은 반사율을 가질 필요는 없지만 바람직함)를 지닌 표면과 빛의 파장보다 작은 표면 거칠기를 갖는 것이다.

최초로 제작된 거울은 천연적으로 생성되는 화산 유리인 흑요석과 같은 연마된 돌 조각들이었다. 터키 아나톨리아의 차탈회위크에서 발견된 흑요석 거울은 기원전 6000년경으로 거슬러 올라간다. 연마된 구리 거울은 기원전 4000년경 메소포타미아에서, 기원전 3000년경 고대 이집트에서 제작되었다. 중앙 아메리카와 남아메리카의 연마된 돌 거울은 기원전 2000년경부터 만들어졌다.

청동기 시대에는 대부분의 문화권에서 연마된 청동, 구리, 은 또는 기타 금속 원반으로 만든 거울을 사용했다. 케르마의 누비아 사람들은 거울 제작에 능숙했다. 그들의 청동 가마 유적은 케르마 신전에서 발견되었다.[3] 중국에서는 기원전 2000년경부터 청동거울이 제작되었으며,[4] 가장 초기의 청동 및 구리 거울 중 일부는 취자 문화에 의해 생산되었다. 이러한 금속 거울은 그리스-로마 시대와 중세 유럽 전역에서 표준으로 남아 있었다. 로마 제국 시대에는 은 거울이 하인들 사이에서 널리 사용되었다.

스펙쿨럼 금속은 구리와 주석의 반사율이 매우 높은 합금으로, 수세기 전까지 거울에 사용되었다. 이러한 거울은 중국과 인도에서 유래했을 가능성이 있다. 스펙쿨럼 금속이나 귀금속으로 만든 거울은 제작이 어려웠고 부유한 사람들만 소유할 수 있었다. 일반적인 금속 거울은 광택이 손상되어 잦은 연마가 필요했다. 청동 거울은 반사율이 낮고 색 재현이 좋지 않았으며, 돌 거울은 이러한 점에서 훨씬 더 좋지 않았다.

유리는 1세기 CE에 소다석회 유리와 유리 불기의 발달과 함께 거울에 사용되기 시작했다. 로마 학자 플리니우스는 시돈(현재 레바논)의 장인들이 뒷면에 납이나 금박을 입힌 유리 거울을 생산했다고 주장한다. 금속은 우수한 반사율을 제공했고, 유리는 매끄러운 표면을 제공하고 금속을 긁힘과 광택 손상으로부터 보호했다. 그러나 3세기 이전의 유리 거울에 대한 고고학적 증거는 없다. 이러한 초기 유리 거울은 유리 거품을 불어낸 다음 지름 10~20 cm의 작은 원형 부분을 잘라내어 만들었다. 표면은 오목하거나 볼록했으며, 불완전한 부분은 이미지를 왜곡하는 경향이 있었다. 납 도금 거울은 용융 금속의 열로 인한 균열을 방지하기 위해 매우 얇았다. 유리 거울의 품질 저하, 높은 비용, 작은 크기로 인해 주로 강철로 된 고체 금속 거울이 19세기 후반까지 일반적으로 사용되었다.

은 도금 금속 거울은 서기 500년경 중국에서 개발되었다. 맨 금속에 아말감을 코팅한 다음 수은이 증발할 때까지 가열했다.

18세기 버밀(vermeil) 거울 (스트라스부르 장식미술관 소장)


당나라 시대, 서안 동부에서 제작된 네 마리의 봉황이 리본을 물고 있는 모습이 상감된 칠기 뒷면 거울


중세 시대 유리 거울의 발전은 유리 제작 기술의 향상에 따랐다. 프랑스의 유리 제작자들은 유리 거품을 불어넣고, 빠르게 회전시켜 평평하게 만든 다음, 직사각형으로 잘라내어 평평한 유리판을 만들었다. 16세기 베네치아에서 독일에서 개발된 더 나은 방법은 유리 원통을 불어넣고, 양쪽 끝을 잘라낸 다음, 길이 방향으로 잘라 평평한 뜨거운 판 위에 펼쳐놓는 것이었다. 베네치아 유리 제작자들은 또한 결정처럼 맑고 가공이 용이하다는 점 때문에 거울에 납유리를 사용하기 시작했다.

초기 유럽 르네상스 시대에는 유리 거울에 균일하고 높은 반사율을 가진 주석 코팅을 만들기 위해 화염도금 기술이 개발되었다. 유리 뒷면에 주석-수은 아말감을 코팅하고, 열을 가하여 수은을 증발시켰다. 이 과정은 기존의 용융 납 방식보다 유리에 열 충격이 덜했다. 이 기술의 발명 시기와 장소는 알려지지 않았지만, 16세기에는 베네치아가 이 기술을 이용한 거울 생산의 중심지였다. 베네치아 거울은 최대 크기의 정사각형이었다. 베네치아는 1세기 동안 주석 아말감 기술에 대한 독점권을 유지했다. 화려하게 장식된 액자에 담긴 베네치아 거울은 유럽 전역의 궁전을 장식하는 고급 장식품으로 사용되었으며 매우 비쌌다. 그러나 그 세기 말에 이 비밀은 산업 스파이 활동을 통해 유출되었다. 프랑스 공방은 이 과정의 대규모 산업화에 성공하여 수은 증기의 독성에도 불구하고 결국 거울을 대중에게 저렴하게 제공할 수 있게 되었다.

19세기 후반 리본 기계의 발명은 현대적인 유리창을 대량 생산할 수 있게 했다. 프랑스 왕실의 지원으로 설립된 생고뱅 공장은 중요한 제조업체였으며, 종종 더 저렴했던 보헤미아와 독일의 유리도 중요한 역할을 했습니다.

은도금 유리 거울의 발명은 1835년 독일 화학자 유스투스 폰 리비히의 공로로 여겨진다. 그의 습식 증착 공정은 질산은의 화학적 환원을 통해 유리에 얇은 은 층을 증착하는 것을 포함했다. 이 은도금 공정은 대량 생산에 적용되어 저렴한 거울을 더 쉽게 구할 수 있게 되었다.

거울은 종종 유리 기판에 직접 전기도금을 통해 은 또는 때로는 니켈이나 크롬(후자는 자동차용 거울에 가장 많이 사용됨)을 습식 증착하여 제작한다. 광학 기기용 유리 거울은 일반적으로 진공 증착 방법으로 제작된다. 이러한 기술은 1920년대와 1930년대에 전극에서 금속이 가스 방전 램프에서 방출되어 유리 벽에 응축되어 거울과 같은 코팅을 형성한다는 관찰에서 비롯되었다. 스퍼터링이라고 불리는 이 현상은 1970년대 반도체 기술의 발전과 함께 산업용 금속 코팅 방법으로 개발되었다.

비슷한 현상이 백열전구에서 관찰되었다. 뜨거운 필라멘트의 금속은 천천히 승화하여 전구 벽에 응축된다. 이 현상은 1912년 Pohl과 Pringsheim에 의해 증착 방법으로 개발되었다. 존 D. 스트롱은 1930년대에 증착 코팅을 사용하여 최초의 알루미늄 코팅 망원경 거울을 만들었다. 최초의 유전체 거울은 1937년 Auwarter가 증착된 로듐을 사용하여 만들었다.

유리 거울의 금속 코팅은 일반적으로 그 위에 도포된 페인트 층에 의해 마모와 부식으로부터 보호된다. 광학 기기용 거울은 종종 빛이 유리를 두 번 통과할 필요가 없도록 금속층이 앞면에 있다. 이러한 거울에서 금속은 비금속(유전체) 물질의 얇은 투명 코팅으로 보호될 수 있다. 이산화규소 유전체 코팅으로 향상된 최초의 금속 거울은 1937년 Hass에 의해 만들어졌다. 1939년 쇼트(Schott) 사에서 Walter Geffcken은 다층 코팅을 사용하는 최초의 유전체 거울을 발명했다.

거울의 가장 일반적인 구조 재료는 투명성, 제작 용이성, 강성, 경도 및 매끄러운 마감 처리 능력 때문에 유리이다.

허블 우주 망원경의 주 반사경 연마. 표면 품질의 약 4λ 편차로 인해 초기에는 이미지가 불량했으나, 보정 광학 장치를 사용하여 결국 보상되었다.


거울은 일반적으로 반사 코팅을 적절히 연마된 기판에 적용하거나, 스펙트럼 금속과 같은 자연적으로 반사되는 재료를 연마하여 제조된다. 일부 용도에서는 연마된 금속과 같은 단일 벌크 재료로 거울을 만들 수 있다. 그러나 금속은 표면이 광학적 매끄러움과 균일한 반사율을 얻는 것을 방지할 수 있는 입계로 분리된 작은 결정(입자)으로 구성된다.

유리 표면에 금속의 반사층을 코팅하는 것을 일반적으로 "실버링"이라고 부르는데, 사용되는 금속이 은이 아닐 수도 있다. 현재 주요 공정은 전기도금, "습식" 화학적 증착, 그리고 진공 증착이다. 새 제품인 전면 코팅 금속 거울은 90~95%의 반사율을 달성한다.

넓은 대역폭이 필수적이지 않은, 더 높은 반사율이나 내구성이 필요한 응용 분야에서는 유전체 코팅을 사용하는데, 이는 제한된 파장 범위에서 최대 99.997%의 반사율을 달성할 수 있다. 유전체 코팅은 화학적으로 안정적이고 전기를 통하지 않기 때문에 거의 항상 진공 증착 방법으로 적용된다. 코팅은 일반적으로 투명하기 때문에 흡수 손실은 무시할 수 있다. 금속과 달리 개별 유전체 코팅의 반사율은 층 간의 굴절률 차이에 따라 결정되는 스넬의 법칙으로 알려진 프레넬 방정식의 함수이다. 따라서 코팅의 두께와 굴절률은 임의의 파장에 중심을 맞추도록 조정할 수 있다. 진공 증착은 스퍼터링, 증발 증착, 아크 증착, 반응성 가스 증착, 이온 도금 등 여러 가지 방법으로 달성할 수 있다.

3. 4. 1. 금속의 색깔

금속은 전도율이 높아 가시광선에서의 반사율이 높다. 금속의 결정 구조는 이온 상태의 원자핵들이 격자 형태로 결합하고, 최외각 전자를 쉽게 내놓는 구조여서 금속 결합을 이룬다. 금속 표면에는 자유 전자가 존재하는데, 이 자유 전자는 쉽게 에너지를 얻고 잃는 특성이 있다. 이러한 특성 때문에 금속 표면에 빛을 쏘면 자유 전자가 들뜨고 곧바로 에너지를 잃으면서 광자 형태로 전환된다. 이 광자는 원래 빛과 같은 파장을 가지므로 빛이 반사되는 것이다.

금은 은이나 철과 달리 노란색에 가까운 색을 띤다. 이는 상대론적 양자화학으로 설명되는데, 상대성 이론과 오비탈 개념을 사용하여 금속의 색깔을 설명한다. 전자가 빛의 속력에 가깝게 운동하면 전자의 유효질량이 상대론적 질량으로 기술되어 금의 5d 오비탈은 커지고 6s 오비탈은 작아진다. 이로 인해 전자가 전이할 때 보라색에서 파란색 영역의 빛을 흡수하여 노란색 계열의 빛을 반사하게 된다.[39]

수직 입사에서 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 금(Au) 금속 거울의 스펙트럼 반사율 곡선.


거울의 반사율은 입사광 전체에 대한 반사광의 비율이며, 파장에 따라 달라진다. 반사되지 않은 빛은 거울에 흡수되거나 투과될 수 있다. 코팅 종류와 두께에 따라 반사율이 결정되는데, 두께가 충분하면 흡수로 인한 손실만 발생한다.

금속특징반사율
알루미늄은보다 단단하고 변색에 강함가시광선-근자외선 영역에서 85~90% (800~900nm 사이에서 감소)
금부드럽고 긁힘에 약하지만 변색되지 않음근적외선-원적외선 영역에서 96% 이상 (600nm 이하 가시광선은 잘 반사하지 않음)
은비싸고 부드러우며 변색이 빠름가시광선-근적외선 영역에서 가장 높은 반사율(최대 98~99%) (350nm 이하 파장에서는 반사율 급격히 감소)


4. 종류

거울은 형태, 지지대, 반사 재료, 제조 방법 및 의도된 용도 등 여러 가지 방법으로 분류될 수 있다.

멕시코시티의 우니베르숨 박물관에 있는 곡면 거울. 볼록면과 오목면에서 이미지가 나뉘어 보인다.


큰 볼록 거울. 이미지의 왜곡은 시청 거리에 따라 증가한다.


일반적인 거울의 반사층은 보통 은, 주석, 니켈, 또는 크롬과 같은 금속을 습식 공정으로 증착하거나, 진공에서 스퍼터링 또는 증발에 의해 증착된 알루미늄으로 만든다. 반사층은 적절한 굴절률을 가진 하나 이상의 투명 재료 층으로 만들 수도 있다. 구조 재료가 금속일 경우, 반사층은 같은 재료의 표면일 수 있다. 금속 오목 접시는 전기난로와 같은 적외선이나 위성 TV 안테나와 같은 마이크로웨이브를 반사하는 데 사용된다. 액체 금속 망원경은 수은과 같은 액체 금속 표면을 사용한다.

빛의 일부만 반사하고 나머지는 투과하는 거울은 매우 얇은 금속 층이나 적절한 유전체 층 조합으로 만들 수 있다. 다색 거울은 특정 파장의 빛을 반사하고 다른 파장은 통과시킨다. 콜드 미러는 전체 가시광선 스펙트럼을 효율적으로 반사하고 적외선 파장을 투과시키는 다색 거울이며, 핫 미러는 그 반대로 적외선을 반사하고 가시광선을 투과시킨다.

카메라에서 적목 현상을 줄이기 위해 사용되는 핫 미러


유전체 거울 스택은 박막 간섭의 원리에 따라 작동한다.


X선 망원경에서는 X선이 고정밀 금속 표면에서 반사되며, 상대론적 비행 거울은 X선 레이저를 위해 고안되었다. 위상 공액 거울은 비선형 광학을 사용하여 입사하는 빛의 위상차를 반전시킨다.

고대에는 금속판을 연마하여 만든 금속 거울이 사용되었다. 대량 생산되는 거울의 대부분은 유리 뒷면에 금속면을 입힌 '''뒷면 거울'''이다.[21] 반면, 광학기기에 사용되는 거울은 '''표면 거울'''이다.[21]

형태에 따른 거울에는 거울대, 전신거울, 벽걸이 거울, 탁상 거울 등이 있다. 화장대(鏡臺)는 화장을 위해 손거울을 세워놓는 받침대 또는 거울이 부착된 받침대를 말한다. 일본에서는 메이지 시대 이후 도쿠시마현이 주요 생산지가 되어 "아와 화장대"라고 불렸다.[23]

자신의 전신을 비추는 대형 거울을 '''전신거울'''이라고 한다. 손에 들고 사용하는 거울을 손거울이라고 한다. 얇고 유연한 플라스틱 거울은 깨지지 않기 때문에 안전을 위해 사용되기도 한다.

4. 1. 형태에 따른 분류

거울은 형태에 따라 평면거울과 곡면 거울로 나눌 수 있다.

  • 평면거울: 상과 물체가 같은 크기를 가지며, 상과 물체는 거울면에 대해 대칭성을 갖는다. 따라서 평면거울에서 상까지의 거리는 평면거울에서 물체가 떨어진 거리와 같다.
  • 곡면 거울: 표면이 구의 일부분인 경우가 많다.
  • 오목거울: 빛을 모으는 역할을 하며, 볼록 렌즈와 비슷한 성질을 가진다. 물체와 초점 거리에 따라 실상 또는 허상이 맺힌다.
  • 물체가 초점거리보다 멀리 있을 때: 실상이 맺히며, 스크린으로 관측 가능하다.
  • 물체가 초점거리보다 가까이 있을 때: 허상이 맺히며, 스크린으로 관측 불가능하다.
  • 볼록거울: 빛을 흩어지게 하는 역할을 하며, 모든 상이 허상이다.

  • 회전 포물면 거울: 평행 광선을 한 점에 정확하게 집중시키도록 설계된 거울이다. 망원경, 방송 위성 통신 안테나, 태양로 등에 사용된다.
  • 분할 거울: 여러 개의 평면 또는 곡면 거울을 적절히 배치하고 방향을 맞춰 사용한다.
  • 원통 또는 포물선형 원통 거울: 햇빛을 긴 파이프에 집중시키도록 설계된 거울이다.[5]
  • 얇고 유연한 플라스틱 거울: 깨지거나 날카로운 조각을 만들지 않아 안전을 위해 사용된다. 단단한 틀에 팽팽하게 늘려 평평함을 유지하며, 두 개의 얇은 투명 플라스틱 층 사이에 증착된 알루미늄 층으로 구성되는 것이 일반적이다.


거울에서의 상 작도법은 다음과 같다.

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1. 물체(광원)에서 나온 빛은 수평하게 거울에 닿는다. 반사의 법칙에 따라 반사되는 광선을 그린다.

2. 물체에서 나온 빛은 초점을 지난다. 거울에 닿은 후 반사의 법칙에 따라 반사되는 광선을 그린다.

3. 물체에서 나온 빛은 거울의 중심에 닿는다. 축에 대칭하여 반사되는 광선을 그린다.

4. 반사된 광선들이 교차하는 점(실상) 또는 반사된 광선의 연장선들이 교차하는 점(허상)이 상점이 된다.

일반적으로 오목거울과 볼록거울은 구형에 가깝다고 설명하지만, 이 경우 거울 경계에서 구면수차가 발생한다. 실제로는 포물거울이나 쌍곡선거울이 사용되기도 한다.

4. 2. 재료에 따른 분류

거울은 형태, 지지대, 반사 재료, 제조 방법 및 용도에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 그중 재료에 따른 분류는 다음과 같다.

거울에는 가시광선에서의 반사율이 높은 물질이 필요하며, 이는 대개 금속인 경우가 많다.[38]

일반적인 거울에서 반사층은 보통 은, 주석, 니켈, 또는 크롬과 같은 금속으로, 습식 공정에 의해 증착되거나, 진공에서 스퍼터링 또는 증발에 의해 증착된 알루미늄으로 만들어진다. 반사층은 적절한 굴절률을 가진 하나 이상의 투명 재료 층으로 만들어질 수도 있다.

구조 재료는 금속일 수 있으며, 이 경우 반사층은 같은 재료의 표면일 수 있다. 금속 오목 접시는 종종 적외선(예: 전기난로) 또는 마이크로웨이브(예: 위성 TV 안테나)를 반사하는 데 사용된다. 액체 금속 망원경은 수은과 같은 액체 금속 표면을 사용한다.

빛의 일부만 반사하고 나머지는 투과하는 거울은 매우 얇은 금속 층 또는 적절한 유전체 층 조합으로 만들 수 있다. 특히 다색 거울은 특정 파장의 빛을 반사하고 다른 파장은 통과시키는 표면을 가지고 있다. 콜드 미러는 전체 가시광선 스펙트럼을 효율적으로 반사하고 적외선 파장을 투과시키는 다색 거울이며, 핫 미러는 그 반대로 적외선을 반사하고 가시광선을 투과시킨다.

X선 망원경에서는 X선이 고정밀 금속 표면에서 반사된다. 상대론적 비행 거울은 X선 레이저를 위해 고안되었다.

유리 표면에 금속의 반사층을 코팅하는 것을 일반적으로 "실버링"이라고 부르는데, 사용되는 금속이 은이 아닐 수도 있다. 현재 주요 공정은 전기도금, "습식" 화학적 증착, 그리고 진공 증착이다.

4. 3. 기타



거울은 형태, 지지대, 반사 재료, 제조 방법 및 의도된 용도를 포함한 여러 가지 방법으로 분류될 수 있다.

얇고 유연한 플라스틱 거울은 깨지거나 날카로운 조각을 만들어내지 않기 때문에 안전을 위해 사용되기도 한다. 이러한 거울은 단단한 틀에 팽팽하게 늘여서 평평함을 유지한다. 일반적으로 이러한 거울은 두 개의 얇은 투명 플라스틱 층 사이에 알루미늄을 증착하여 만든다.

위상 공액 거울은 비선형 광학을 사용하여 입사하는 빛의 위상차를 반전시킨다. 이러한 거울은 결맞는 빔 결합 등에 사용될 수 있다. 레이저 빔의 자체 유도 및 이미징 시스템에서 대기 왜곡 보정 등이 유용한 응용 분야이다.

5. 응용

경주용 자동차의 사이드 미러


백미러


주차장의 볼록 거울


볼록 거울은 평면 거울보다 넓은 시야를 제공하여 대형 트럭과 같은 차량의 사각지대를 줄이는 데 사용된다. 교차로나 주차장 모퉁이에서 사람들이 다른 차량이나 쇼핑 카트와 충돌하지 않도록 설치되기도 한다. 또한 단일 비디오 카메라가 여러 각도를 보여줄 수 있도록 보안 시스템의 일부로 사용된다.[8]

구강 거울은 치과의사가 구강 내부를 보거나 조명하는 데 사용하며, 정비사가 장비의 좁은 공간을 보는 데도 사용된다.

백미러는 자동차나 자전거에서 운전자가 뒤에서 오는 차량을 볼 수 있게 한다.

헬리오그래프는 태양을 광원으로 사용하여 거울 방향을 바꿔 신호를 보내는 장치로, 아메리카 원주민 부족들과 군대들이 정보를 전달하는 데 사용했다.

거울은 수색 구조대의 주의를 끌기 위해 사용될 수 있으며, 군용 생존 키트에 포함되기도 한다.[9]

무한 거울 효과는 정확하게 평행하게 배치된 두 개 이상의 거울이 만들어내는 무한한 반사의 연쇄이다. 파브리-페로 간섭계, 레이저(광 공진기 포함), 3차원 만화경, 운동량 향상 태양 돛과 같은 장치에 이용된다.

전설에 따르면 아르키메데스는 거울을 이용하여 로마 함선을 불태웠다고 하지만, TV 프로그램 ''미스테리 버스터즈''에서 실험한 결과 사실이 아닌 것으로 판정되었다.

잠망경은 전쟁, 특히 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전에서 참호전 상황에 유용하게 활용되었다.

이탈리아 비가넬라는 겨울철 햇빛을 받기 위해 2006년 대형 거울을 설치했고, 스위스 본도 마을도 이를 고려했다. 2013년에는 노르웨이 류칸 마을 광장에 햇빛을 반사시키기 위해 거울이 설치되었다.

5. 1. 일상생활

거울은 일반적으로 개인 위생을 위한 도구로 사용된다. 크기는 작은 휴대용 거울부터 전신 거울까지 다양하며, 손거울, 이동식 거울, 고정식 거울, 조절식 거울 등이 있다. 조절식 거울의 전형적인 예로는 사용자가 기울일 수 있는 셰발 글래스가 있다.

볼록 거울은 평면 거울보다 더 넓은 시야를 제공하며, 특히 대형 트럭과 같은 차량의 사각지대를 최소화하기 위해 자주 사용된다. 때로는 교차로나 주차장 모퉁이와 같이 사람들이 모퉁이를 돌아보고 다른 차량이나 쇼핑 카트와 충돌하는 것을 피할 수 있도록 설치된다. 또한 단일 비디오 카메라가 한 번에 여러 각도를 보여줄 수 있도록 보안 시스템의 일부로 사용되기도 한다.[8]

구강 거울은 치과의사가 구강 내부를 간접적으로 보고 조명하기 위해 사용한다. 정비사도 장비의 좁은 공간과 모퉁이를 보기 위해 구강 거울을 사용하기도 한다.

백미러는 운전자가 뒤에서 다가오는 다른 차량을 볼 수 있도록 자동차나 자전거와 같은 차량에 널리 사용된다.

거울에는 거울대, 전신거울, 벽걸이 거울, 탁상 거울과 같은 형태가 있다.

화장을 위해 손거울을 세워놓는 받침대 또는 거울이 부착된 받침대를 '''화장대'''라고 하며, 둘 다 대부분 화장품 등을 수납하는 서랍이 있다. 거울이 부착된 화장대의 경우, 그 거울은 손거울보다는 크지만 전신거울만큼 크지는 않다.

일본에서는 메이지 시대 이후 도쿠시마현이 화장대의 주요 생산지가 되어 "아와 화장대"라고 불렸다. 큰 거울이 부착된 욕실 화장대가 증가하면서 독립적인 화장대의 수요는 감소하고 있다.[23]

사람이 자신의 전신을 비추는 대형 거울을 '''전신거울'''이라고 한다. 주로 용모를 단정히 하거나 옷차림을 확인하기 위해 사용한다. 대부분 세로로 긴 직사각형이다. 개인 주택뿐만 아니라, 의류 판매점에 많이 놓여 있다. 커튼으로 칸막이된 작은 방 안에 전신거울이 있는 피팅룸도 있다.

손에 들고 사용하는 거울을 손거울이라고 한다.

혼자보다 누군가와 함께 식사하는 것이 더 맛있게 느껴지는데, 거울에 비친 자신의 모습을 보면서 식사를 하면 더 맛있게 느껴지고 섭취량도 증가한다는 연구 결과가 나고야 대학 대학원 정보학연구과 연구팀에 의해 발표되었다.[33] 연구팀은 대학생과 고령자를 대상으로 실험을 진행했다. 작은 방 안에서 상반신이 비치는 거울 앞에 있을 때와 벽의 이미지가 보이는 모니터 앞에 있을 때 팝콘의 맛을 어떻게 느끼는지 비교했다. 소금맛과 캐러멜맛 두 가지 맛에 대해 5점 만점으로 맛있게 느낀 정도를 평가하게 했는데, 대학생과 고령자 모두 두 가지 맛 모두 거울 앞에 있을 때가 평균 0.37~0.69점 더 높았다. 섭취량 또한 거울 앞일 때가 벽 이미지 앞일 때보다 10%에서 40% 더 많았다. 연구팀은 인간은 본능적으로 누군가와 함께하는 식사를 좋아한다고 추측했다. "실제로 다른 사람과 함께하지 않더라도 거울에 비친 자신을 보고 다른 사람의 존재를 느끼는 것만으로도 맛있게 느껴지는 것 같다"라고 말했다.[34]

5. 2. 과학 및 기술

거울은 거울 표면에 대해 입사각과 반사각이 같은 반사의 법칙을 따른다. 거울의 표면을 어떻게 다듬느냐에 따라 특성이 달라지는데, 오목하게 만들면 빛이 한 점으로 모이고, 볼록하게 만들면 빛이 밖으로 흩어진다.

평면거울은 상과 물체가 같은 크기를 가지며 대칭성을 갖는다. 오목거울은 볼록렌즈와 비슷한 성질을 가지며, 물체와 초점의 거리에 따라 실상과 허상으로 나뉜다. 볼록거울의 경우 모든 상이 허상이다.

상은 기하광학으로 쉽게 작도할 수 있다. 기본적인 작도법은 다음과 같다.

  • 물체에서 나온 빛은 수평하게 거울에 닿아 반사의 법칙에 따라 반사된다.
  • 물체에서 나온 빛은 초점을 지나 거울에 닿아 반사된다.
  • 물체에서 나온 빛은 거울의 중심에 닿아 축에 대칭되어 반사된다.
  • 반사된 광선들이 교차하는 점이 실상, 교차점이 없으면 반대 방향으로 연장하여 교차하는 점이 허상이다.


일반적으로 오목거울과 볼록거울은 구면수차가 발생하기 때문에, 포물거울이나 쌍곡선거울이 고려되기도 한다.

거울에 입사하는 광선은 거울면에 따라 방향이 바뀐다. YZ평면 상의 거울에 대해 3벡터로 주어진 광선은 다음과 같이 변한다.

\begin{pmatrix} x \\ y \\ z\end{pmatrix} \to \begin{pmatrix} -x \\ y \\ z\end{pmatrix}

이를 이용해 서로 직교하는 거울 3개로 모든 광선을 입사 방향과 반대 방향으로 반사시키는 거울을 만들 수 있다. 잠망경은 평행한 평면 위에 존재하는 두 거울을 배치해 만든다.

거울에 비친 상은 물체에 대해 면대칭(카이랄성)이다. 평면거울 2개를 사용하면 반전되지 않는 상을 얻을 수 있다.

;일방향 거울

: 일방향 거울(또는 양방향 거울)은 밝은 반사광으로 어두운 투과광을 압도하여 작동한다. 진정한 일방향 거울은 열역학 제2법칙을 위반하므로 불가능하다.

;일방향 창

: 일방향 창은 실험실에서 편광된 빛을 이용하여 작동하도록 만들 수 있다. 광 절연체는 레이저에 사용되는 일방향 장치이다.

헬리오그래프는 태양을 광원으로 사용하여 거울 방향을 바꿔 신호를 보낸다. 아메리카 원주민 부족들과 군대들이 정보를 전달하기 위해 사용했다.

거울은 수색 구조대의 주의를 끌기 위해 사용될 수 있으며, 군용 생존 키트에 포함되기도 한다.[9]

미세 거울은 DLP 같은 HDTV과 영사기의 핵심 요소이다. LCoS는 비슷한 크기의 마이크로칩이지만, 액정 매트릭스에 의해 차폐되는 단일 거울이 있다.

대형 거울은 후면 투사 텔레비전에 사용된다.

광디스크는 이진 데이터를 금속 반사층과 외부 플라스틱 표면 사이의 내부 층에 일련의 물리적 피트와 랜드로 인코딩하는 변형된 거울이다.

캘리포니아주 하퍼 호 근처의 파라볼릭 트러프


거울은 태양열 발전 설비의 필수 부분이다.

E-ELT 거울 조각 테스트 중


망원경과 정밀 기기는 ''전면 은도금'' 또는 제1면 거울을 사용한다. 망잉 거울과 같이 수차를 보정하기 위해 ''제2면 거울''(후면에 반사 코팅)인 광학 거울도 있다.

거울 코팅의 반사율은 반사율 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 냉거울은 가시광선에 대해 높은 반사율을, 적외선에 대해 높은 투과율을 갖도록 만든다. 열거울은 적외선을 우선적으로 반사한다.

염료 레이저에 사용되는 유전체 코팅 거울. 550나노미터(황색)에서 99% 이상의 반사율을 가진다.


가변 레이저에 사용되는 유전체 거울. 중심 파장이 600nm이고 대역폭이 100nm이다.


과학적 광학 작업에는 유전체 거울이 사용된다. 최고의 거울은 빛의 99.999% 이상을 반사할 수 있다.

천문학에서는 적응 광학이 변형 거울을 조정하여 이미지 왜곡을 보상한다.

전자기파에 대한 거울은 광학 및 천문학에 사용된다. 전파 거울은 전파 망원경의 중요한 요소이다.

간단한 잠망경은 거울을 사용한다.

정확하게 평행하게 배치되고 서로 마주 보는 두 개 이상의 거울은 무한 거울 효과를 만들어낼 수 있다. 일부 장치는 이러한 효과를 이용한다.

5. 3. 예술 및 문화

'''오른쪽:''' 거울을 들고 있는 앉은 여인; 고대 그리스 아티카 적색도형 레키토스 사부로프 화가 작품, 기원전 470~460년경, 아테네 국립고고학박물관 (그리스)

거울은 회화, 조각, 문학, 영화 등 다양한 예술 및 문화 영역에서 중요한 소재 및 상징으로 활용되어 왔다.

  • 회화:
  • 얀 반 에이크의 아르놀피니 부부상에는 볼록 거울이 등장하여 그림 속 공간을 확장하고, 관객에게 그림 밖의 세계를 엿볼 수 있게 한다.
  • 디에고 벨라스케스의 라스 메니나스는 거울을 통해 관객과 그림 속 인물들의 시선을 교차시키며 복잡한 시각적 구성을 만들어낸다.
  • 티치아노의 ''비너스와 거울''과 베로네세의 ''비너스와 거울''은 거울을 통해 여성의 아름다움을 강조하고, 동시에 덧없음과 허영을 암시한다.
  • 에두아르 마네의 ''폴리베르제르의 술집''은 거울을 통해 술집의 화려함과 그 이면의 고독을 동시에 보여준다.
  • 파블로 피카소의 ''거울 앞의 소녀''는 거울을 통해 여성의 내면과 외면, 의식과 무의식을 탐구한다.

  • 조각:
  • 인도 할레비두의 거울을 보는 여인 조각상은 여성의 아름다움과 자기 성찰을 표현한다.
  • 아니쉬 카푸어의 스카이 미러(Sky Mirror)는 주변 환경을 반사하여 관객에게 새로운 시각적 경험을 제공한다.

  • 건축:
  • 거울은 건축 디자인에서 공간을 확장하고 빛을 반사하는 효과를 위해 사용된다. 특히 후기 모더니즘과 포스트모더니즘 고층 건물에서 두드러진다.
  • 라파엘 비놀리가 설계한 Vdara와 20 펜처치 스트리트는 오목한 곡면 유리 외장이 반사경 역할을 하여 주변 환경에 영향을 미치는 사례로 알려져 있다.

  • 실내 장식:
  • 거울은 공간을 넓어 보이게 하고, 빛을 반사하여 실내를 밝게 만드는 효과가 있어 실내 장식에 자주 사용된다.
  • 풍수에서는 거울을 사용하여 기의 흐름을 조절하고, 공간의 균형을 맞추는 데 활용한다.

  • 문학:
  • 그리스 신화의 나르키소스는 물에 비친 자신의 모습에 반해 죽음에 이르는 이야기로, 자기애와 허영의 위험성을 경고한다.
  • 백설공주에서 사악한 여왕은 "거울아, 거울아, 벽에 걸린 거울아… 세상에서 누가 제일 아름다운가?"라고 물으며 자신의 아름다움을 확인하려 한다.
  • 루이스 캐럴의 ''거울 나라의 앨리스''는 거울 속 세계를 통해 현실과 환상의 경계를 탐험하는 이야기이다.
  • 오스카 와일드의 ''도리안 그레이의 초상''에서 초상화는 주인공의 영혼을 비추는 마법 거울 역할을 한다.

  • 영화:
  • 용쟁호투의 마지막 장면은 거울이 있는 방에서 벌어지는 격투 장면으로, 시각적 혼란과 긴장감을 극대화한다.
  • 매트릭스는 거울과 반사를 통해 현실과 가상 세계의 경계를 모호하게 만들고, 주인공의 정체성 혼란을 표현한다.
  • 오르페우스에는 노화와 죽음과 관련된 중요한 거울 주제가 포함되어 있다.[15]

  • 기타:
  • 중국 마술거울은 거울 뒷면에 새겨진 이미지가 앞면에 투영되는 신비로운 장치이다.
  • 반사 홀로그래피는 여러 개의 곡면 거울을 사용하여 3차원 이미지를 만들어낸다.
  • 디스코 볼은 작은 거울로 덮인 회전하는 조명 장치로, 댄스 플로어에 화려한 빛을 반사한다.
  • 거울 미로는 여러 개의 거울을 사용하여 방문객에게 착시 현상을 일으키고, 길을 찾기 어렵게 만드는 놀이 시설이다.


이처럼 거울은 단순한 반사 도구를 넘어 예술, 문화, 종교 등 다양한 영역에서 중요한 의미를 지니는 상징으로 활용되어 왔다. 거울은 현실을 비추는 동시에 환상을 만들어내고, 자기 성찰과 욕망, 삶과 죽음 등 다양한 주제를 탐구하는 매개체가 된다.

6. 한국 문화 속 거울

한국 문화에서 초기의 거울은 주로 청동 거울이었으며, 이는 단순한 도구가 아니라 제사장의 권력을 상징하는 제의 도구로 사용되었다. 이러한 전통은 제정일치 사회의 특징을 보여주며, 권력의 상징으로서 거울의 중요성을 강조한다. 일본 천황의 삼종신기에도 거울이 포함되어 있어, 거울이 동아시아 문화권에서 중요한 의미를 지녔음을 알 수 있다.[38]

참조

[1] 웹사이트 Breaking a mirror - meaning of broken mirror http://www.mirrorhis[...] 2017-04-12
[2] 서적 The mirror: a history Routledge 2001
[3] 서적 Daily Life of the Nubians Greenwood Publishing Group 2004
[4] 웹사이트 Ancient Chinese Bronze Mirrors https://www.huntingt[...] The Huntington Library, Art Museum and Gardens 2020-11-15
[5] 웹사이트 Linear Concentrator System Concentrating Solar-Thermal Power Basics https://www.energy.g[...] US Dept. Of Energy 2023-01-23
[6] 논문 Protective coatings for front surface silver mirrors by atomic layer deposition https://opg.optica.o[...] Optica Publishing Group 2023-01-23
[7] 서적 Mastering Physics for ITT-JEE, Volume 2 S. Chand & Co. 2012
[8] 웹사이트 Why are Convex Mirrors Used in Shops https://www.insight-[...] 2024-09-17
[9] 서적 The Pocket Outdoor Survival Guide: The Ultimate Guide for Short-Term Survival https://books.google[...] Simon and Schuster 2020-08-25
[10] 웹사이트 The Evolution of the Mirror Routine: A Supercut https://slate.com/cu[...] 2014-03-21
[11] 웹사이트 I Love Lucy: Harpo Marx https://www.imdb.com[...]
[12] 웹사이트 Hamlet https://www.rogerebe[...]
[13] 웹사이트 The Matrix: What Neo's Mirror Moment Actually Means https://screenrant.c[...] 2022-06-04
[14] 웹사이트 A Mindscape of Mirrors: Persona and the Cinema of Self-Perception https://brightlights[...] 2016-03-23
[15] 웹사이트 Orpheus https://www.criterio[...]
[16] 웹사이트 Through a Glass, Darkly: 'The Lady From Shanghai' and the Legend of Orson Welles https://grantland.co[...]
[17] 웹사이트 Hall of Mirrors in Movies https://www.imdb.com[...]
[18] 웹사이트 Mirrors in Hitchcock Movies https://www.alfred-h[...]
[19] 웹사이트 Chinese history and culture reflected by bronze mirrors http://www.chinadail[...] 2011-02-18
[20] 웹사이트 Lord Of The Rings: What Frodo Saw In The Mirror of Galadriel https://screenrant.c[...] 2019-07-10
[21] 웹사이트 反射鏡ってなに? (1/2) https://global.canon[...] Canon Global 2019-10-13
[22] 서적 物理学の探検 白揚社 1992
[23] 뉴스 時代を映す阿波鏡台◇徳島に残る明治期の伝統、需要掘り起こし次代へ継ぐ◇ https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2018-05-31
[24] 간행물 第4回企画展 美の先逹者たち 鏡にみる日本の美と心 川越市立博物館 1991
[25] 간행물 第4回企画展 美の先逹者たち 鏡にみる日本の美と心 川越市立博物館 1991
[26] 간행물 第4回企画展 美の先逹者たち 鏡にみる日本の美と心 川越市立博物館 1991
[27] 간행물 川越市立博物館
[28] 간행물 川越市立博物館
[29] 논문 アルミニウム反射鏡 表面処理の実施例 表面技術協会 1966
[30] 웹사이트 あなたにピッタリの鏡はこれ！用途に合った最適な鏡の種類を教えます！ 鏡とガラスの『ネコロボ事件簿』 https://www.kowa-m.j[...] 2020-04-24
[31] 문서 毛嬙・西施, 善毀者不能蔽其好; 嫫姆・倭傀, 善誉者不能掩其醜。
[32] 웹사이트 http://record.museum[...]
[33] 논문 鏡の前だと一人で食べてもおいしく感じる (ヒューマンコミュニケーション基礎) https://www.ieice.or[...] 電子情報通信学会
[34] 뉴스 中日新聞 2017-06-13
[35] 서적 鏡とランプ―ロマン主義理論と批評の伝統 研究社出版 1976
[36] 비디오 Charlie Chaplin - The Mirror Maze (The Circus) https://www.youtube.[...] 2024-02-09
[37] 비디오 Harpo's ensemble: the mirror scene in The Big Store (1941) https://www.youtube.[...] 2024-02-09
[38] 뉴스 [신문은 선생님] [사소한 역사] 3세기 로마에서 유리로 만들어… 1670년대 프랑스서 대형 거울 개발 https://newsteacher.[...] 조선일보 2023-12-01
[39] 저널 Why is mercury liquid? Or, why do relativistic effects not get into chemistry textbooks? 1991-00-00


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