거울과 렌즈의 상
거울은 면의 모양에 따라 평면거울, 볼록 거울, 오목 거울로, 렌즈는 볼록 렌즈와 오목 렌즈로 나눌 수 있어요. 인형을 가까이에서 점점 멀리 옮기며 스마트 기기 화면에 보이는 상의 크기와 모양을 관찰하고 비교해 봐요.
스마트 기기 화면
스마트 기기는 거울이나 렌즈에서 80 cm 떨어진 곳에 고정되어 있어요. 인형을 거의 닿을 만큼 가까이 두었다가 점점 멀리 옮기면서, 상이 물체보다 큰지 작은지, 바로 섰는지 거꾸로 섰는지 관찰하고 ‘기록하기’를 눌러 보세요.
관찰 기록
| 거울 · 렌즈 | 인형까지 거리 | 상의 크기 | 상의 모양 |
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알아보기
거울의 종류와 쓰임
반사하는 면이 평평하면 평면거울, 바깥쪽으로 볼록하면 볼록 거울, 안쪽으로 오목하면 오목 거울이에요. 평면거울은 모습을 그대로 볼 때(세면대 거울), 볼록 거울은 넓은 범위를 볼 때(도로 안전 거울, 자동차 측면 거울), 오목 거울은 크게 볼 때(치과용 거울, 화장용 확대 거울) 써요.
렌즈의 종류와 쓰임
가운데가 가장자리보다 두꺼우면 볼록 렌즈, 얇으면 오목 렌즈예요. 볼록 렌즈는 물체를 크게 볼 때(돋보기, 현미경), 오목 렌즈는 근시용 안경처럼 멀리 있는 물체를 또렷하게 볼 때 써요.
평면거울의 상
물체에서 나온 빛이 거울에서 반사해 눈에 들어와요. 반사한 빛을 거울 뒤로 연장하면 한 점에서 만나고, 그곳에 상이 생겨요. 상은 물체와 크기가 같고, 거울에서 물체까지의 거리와 같은 거리에 거울을 사이에 두고 대칭으로 생겨요.
오목 거울과 볼록 렌즈
물체가 가까이 있으면 물체보다 크고 바로 선 상이 보여요. 물체가 멀어지면 어느 순간 크고 거꾸로 선 상이 나타나고, 더 멀어질수록 거꾸로 선 상이 점점 작아져요.
볼록 거울과 오목 렌즈
물체와의 거리와 관계없이 늘 물체보다 작고 바로 선 상이 보여요. 물체가 멀어질수록 상은 더 작아져요.
초점과 상의 작도
상이 바로 섰다가 거꾸로 바뀌는 거리(초점), 세 가지 광선으로 상의 위치를 찾는 작도, 실상과 허상, 렌즈 방정식은 고등학교 물리학 ‘볼록 렌즈의 상’에서 다뤄요.
확인하기
1. 굽은 길의 도로 안전 거울에는 어떤 거울을 쓸까요?
2. 거리와 관계없이 늘 물체보다 작고 바로 선 상이 생기는 것끼리 짝 지은 것은?
3. 평면거울 앞 30 cm에 인형을 두었어요. 상은 어디에, 어떤 크기로 생길까요?
생각해 보기
- 숟가락의 안쪽 면과 바깥쪽 면에 얼굴을 비춰 보면 모습이 달라요. 각각 어떤 거울에 해당하는지, 얼굴이 어떻게 보일지 예상해 보세요.
- 자동차 측면 거울에는 ‘사물이 보이는 것보다 가까이 있음’이라는 글이 쓰여 있기도 해요. 어떤 거울을 썼기 때문일까요?
- 돋보기로 가까운 글씨를 보다가 돋보기를 글씨에서 점점 멀리하면 글씨가 어떻게 보일까요? 볼록 렌즈의 결과로 예상해 보세요.