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[도전!섭섭박사 실험실]거울로 비밀 암호를 만들어라!

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2018년 10월 20일 12:00 프린트하기

르네상스 시대의 예술가인 레오나르도 다 빈치는 거울로 비밀 문자를 썼다고 해요. 거울에 비추어야 제대로 읽을 수 있는 글씨라나? 이 이야기를 들은 섭섭박사님, 이번엔 거울로 비밀 암호 만들기에 도전해 보겠다고 나섰어요!

 

 

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● 도전! 실험

 

원통 거울에 비추어야 보이는 암호를 만들어라!

 

원통 거울로 비춰 본 세상은 평평한 거울과는 달라요. 위아래가 길쭉해지고, 내 얼굴은 홀쭉해지는 왜곡이 일어나지요. 이런 왜곡을 잘만 이용하면 나만 알아볼 수 있는 암호도 만들 수 있어요!

 

① 휴지심에 거울지를 만 뒤 테이프로 붙여 원통 거울을 만든다
② 어과동 홈페이지에서 도안을 내려받은 뒤 출력한다. 부채꼴 모양 표의 중심에 원통 거울을 대보고 크기를 확인한다.
③ 사각형 표에 숨기고 싶은 그림을 그린다.
④ 사각형 표에 그린 그림을 부채꼴 표에 옮겨 그린다. 이때, 가로세로에 표시된 좌표를 확인하며 옮겨 그린다.
⑤ 그림을 다 그렸으면 완성! 거울을 부채꼴  표의 중심에 놓고 관찰한다.

 

 

● 어떻게 된 걸까?

 

☞ 결과 : 원통 거울에 원래의 그림이 드러난다

 

거울은 빛의 반사를 이용해 물체의 모습을 비춰 보여주는 도구예요. 거울은 표면을 향해 들어오는 빛의 각도와 표면에서 반사돼 나가는 빛의 각도가 같아요. 이를 ‘반사의 법칙’이라고 하죠. 그래서 표면이 평평한 거울로 들어온 빛은 일정한 방향으로 반사되어 물체의 모습을 보여줘요.


그런데 거울의 표면이 구부러져 있다면 어떨까요? 같은 방향에서 온 빛이라 하더라도, 거울 표면에 닿는 위치에 따라 빛은 제각기 다른 방향으로 반사될 거예요. 그래서 구부러진 거울에서는 왜곡이 생겨요. 원통 거울의 경우, 그림이 거울에서 멀리 떨어져 있을수록 홀쭉하게 왜곡되지요. 따라서 원통 거울에서 멀수록 그림을 넓적하게 그려준다면, 원통 거울에 비치는 모습이 제대로 보인답니다.

 

 

● 왜 그럴까? 대사들의 발밑에 숨겨진 비밀은?

 

화려한 옷과 당당한 표정의 대사들. 이들의 발밑에 있는 물체가 무엇인지, 혹시 눈치채셨나요?

 

한스 홀바인의 <대사들>. 그림의 바닥 부분을 비스듬한 각도에서 보면 해골이 드러난다. - Richard lvey(W), Google Cultural Institute, Thomas Shahan(W) 제공
한스 홀바인의 <대사들>. 그림의 바닥 부분을 비스듬한 각도에서 보면 해골이 드러난다. - Richard lvey(W), Google Cultural Institute, Thomas Shahan(W) 제공

14~16세기, 르네상스 시대의 화가들은 세상을 그림으로 옮기는 기법을 활발하게 연구했어요. 이때 그들이 만든 화법 중 하나가 ‘왜상 화법’이에요. 그냥 봐서는 정체를 알 수 없고, 특정한 방향에서 보거나 거울 같은 도구를 써야만 제대로 보이는 ‘왜곡된 형태’를 그리는 방법이죠. 


위쪽 그림의 두꺼비 조각도 왜상 화법을 사용한 것이에요.


왜상 화법을 사용한 가장 유명한 그림은 영국의 화가 한스 홀바인이 1533년에 그린 '대사들'이라는 작품이에요. 영국 궁정에 사신으로 온 프랑스 대사와 그의 친구를 그렸죠. 이 그림의 특징은 섬세하게 장식된 바닥에 대각선 방향으로 놓여있는 기이한 물체예요. 물체의 정체를 알려면, 그림을 오른쪽 위나 왼쪽 아래에서 비스듬히 봐야 해요. 그렇게 그림을 옆에서 바라보면, 바닥의 길쭉한 물체가 사실은 해골임을 알 수 있어요! 


그렇다면 화가는 왜 이 그림에 해골을 숨겨놓은 것일까요? 여기서 해골은 삶의 무상함을 상징하는 것으로, 아무리 화려한 옷을 입고 있어도 결국에는 죽음이 찾아온다는 사실을 잊지 않기 위해서라고 해요. 


화가는 해골을 통해 삶의 소중함을 보여주고 싶었던 것이죠.

 

 

● 실험 하나 더! 

 

좌우가 바뀌지 않는 무반전 거울 만들기!

 

거울 암호가 끝이 아니다! 섭섭박사님이 이번에는 그냥 거울보다 더 진짜 같은 거울을 만들어 주겠다고 하시네요. 왼쪽과 오른쪽이 바뀌지 않는 거울이라는데…!

 

① 마분지를 적당한 크기로 자른 후 손거울을 붙인다.
② 나머지 손거울이 먼저 붙인 손거울과 90도를 이루도록 붙인다.
③ 두 거울 위에 뚜껑을 씌우면 완성! 좌우가 반전되었는지 글씨를 쓴 종이를 거울에 비추고 읽어본다.

 

 

 

● 어떻게 된 걸까?

 

☞ 결과 : 거울 속 글씨가 뒤집히지 않는다.

 

보통의 거울은 물체에서 나오는 빛을 한 번 반사해 물체의 상이  좌우로 반전돼 보인다. 그에 비해 무반전 거울은 거울 2개를  직각으로 놓아 빛을 두 번 반사한다. 그러면 물체의 왼쪽에서  나온 빛이 한 번 더 반사되어 오른쪽으로 들어오면서, 왼쪽과  오른쪽이 뒤집히지 않은 모습을 볼 수 있다. - Cmglee(W) 제공
보통의 거울은 물체에서 나오는 빛을 한 번 반사해 물체의 상이 좌우로 반전돼 보인다. 그에 비해 무반전 거울은 거울 2개를 직각으로 놓아 빛을 두 번 반사한다. 그러면 물체의 왼쪽에서 나온 빛이 한 번 더 반사되어 오른쪽으로 들어오면서, 왼쪽과 오른쪽이 뒤집히지 않은 모습을 볼 수 있다. - Cmglee(W) 제공

거울은 물체의 왼쪽과 오른쪽을 반전시킨다고 알려져 있어요. 거울이 빛을 반사하면서 만드는 상이 실제 물체와 좌우가 뒤집힌 방향을 가지기 때문이죠.그렇다면 왼쪽과 오른쪽이 바뀌지 않는 ‘무반전 거울’을 만드는 방법은 무엇일까요? 작은 손거울 두 장만 있으면 돼요. 거울 두 장을 90도가 되도록 붙여놓으면, 마주 보는 거울이 서로 빛을 반사해서 왼쪽에서 온 빛을 오른쪽으로, 오른쪽에서 온 빛을 왼쪽으로 보내요. 그 결과, 우리는 무반전 거울을 통해 왼쪽과 오른쪽이 뒤집히지 않은 상을 볼 수 있답니다.

 

*출처 : 어린이과학동아 20호(2018. 10. 15 발행) '도전! 섭섭박사 실험실'

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