거울이 되기 위한 표면의 매끈함을 결정하는 기준은 빛(전자기파)의 파장이다. 비록 눈으로 보기에 매끈한 물질이라 하더라도 입사하는 빛의 파장 길이에 따라 표면은 매끈할 수도 있고 울퉁불퉁할 수도 있다. 일반적으로 파장이 긴 빛이 짧은 빛보다 난반사가 작게 일어난다.
표면이 매끈하게 보이는 재료에는 유리도 있다. 하지만 유리는 빛을 잘 투과하고 반사율은 약 4% 정도이다. 이런 유리 뒷면에 검은 종이를 대면 투과되는 빛을 차단할 수 있으므로 간이 거울이 된다. 깜깜한 밤이 되면 유리창이 물체를 더 잘 비추는 이유이다. 그래서 유리 뒷면에 반사율이 높은 은을 매끈하게 도금하여 거울로 만든 것이다. 즉, 표면이 매끈하고 반사율이 높은 물질이라야 거울이 될 수 있다.
은도금 거울은 간단하게 만들 수 있다. 먼저 질산은 수용액에 암모니아 수용액을 조금씩 넣는다. 처음에는 약간 갈색 앙금이 생기다가 서서히 은암모니아 착화합물이 생기면서 맑아진다. 이때 환원제에 해당하는 포름알데히드(formaldehyde)나 포도당을 넣으면 은이 석출되어 유리 표면에 붙는다. 가급적 유리 표면은 깨끗하게 닦여져 있어야 한다. 유리 표면에 은이 도금되면 은이 벗겨지지 않도록 도료를 칠해 거울을 완성한다. 이렇게 만들어진 보통의 거울은 반사가 두 번 일어나기 때문에 두 개의 상이 생긴다. 하나는 유리표면에서 약하게 반사가 일어나 생기는 상이고, 또 다른 하나는 유리를 통과하여 은도금된 면에서 주로 반사가 일어나 생기게 되는 상이다. 하지만 반사망원경과 같은 기구에 사용하는 거울은 매우 정밀하여야 한다. 이와 같은 거울을 제작할 때 사용하는 방법 중의 하나가 증착식이다. 이 방법으로 진공 속에서 알루미늄과 같은 금속을 가열하여 증기로 만들어 분사하면 유리표면에 코팅이 되어 고성능의 거울이 되는 것이다.
참고문헌:Paul G.Hewitt, [Conceptual Physics], (PearsonEducation, 2009) |