히읗

거울은 왜 좌우를 반전시켜서 보여줄까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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저는 눈이 많이 예민하고

눈썹이 별로 없어서 이물질도 많이 들어가서

하루에도 몇번이나 거울을 봅니다 ㅠㅠ

거울이 없었다면 지금과 같은 삶을 살지 못했을지도 몰라요

눈썹이 정말 많이 빠져 눈으로 들어가버리거든요

https://youtu.be/-CwWMPS16tY

거울이 있기 때문에 우리는 우리의 모습을 볼 수 있습니다

얼굴을 제외한 다른 몸은 눈을 통해 볼 수 있지만

눈이 얼굴에 달려있는 덕분에

거울이 아니라면 얼굴을 볼 수 있는 방법이 많지 않습니다

물론 오른손을 들면 왼손을 들고

왼손을 들면 오른손을 드는 것처럼

좌우를 반전시키긴 하지만

비춰진 것을 그대로 보여주기 때문에 아주 유용한 물건입니다

그런데 거울은 상하는 반전시키지 않으면서

왜 좌우는 반전시켜서 보여주는 것일까요?

빛이 사물에 부딪히면 진행 방향이 바뀌게 되는데

이것을 반사라고 합니다

우리가 어떤 사물을 볼 수 있는 이유는

반사된 빛이 우리의 눈으로 들어오기 때문입니다

이때 표면이 매끄럽다면

입사각과 반사각이 같은 정반사가 일어나게 됩니다

유리의 뒷면을 특수하게 처리하고 표면을 매끄럽게 만들면

거울이 만들어집니다

거울에 반사되는 빛은 언제나 정반사가 일어납니다

거울에 반사된 빛을 거울 뒤쪽으로 연결하면

하나의 점에서 만나게 됩니다

실제 사물과 반사된 빛을 연결해 만든 점은

같은 거리에 위치하게 되죠

실제로 거울 뒷면에는 아무것도 없지만

우리는 거울 뒷면에 있는 점에서 빛이 나온다고 착각하게 되고

이 빛이 눈으로 들어오면서 거울에 비친 사물을 볼 수 있게 됩니다

거울을 보고 오른손을 들면 거울 속 나는 왼손을 듭니다

거울을 보고 왼손을 들면 거울 속 나는 오른손을 들죠

그래서 거울은 좌우를 반전시킨다고 생각하게 됩니다

하지만 거울이 정말 좌우를 반전시킨다면

모든 물건에 그렇게 적용이 되어야 합니다

과일을 거울에 놓는다고 생각해봅시다

복숭아, 바나나, 딸기 순으로 거울에 놓았을 때

거울이 좌우를 반전시킨다면

딸기, 바나나, 복숭아 순으로 보여야 합니다

하지만 거울을 보면 여전히 복숭아, 바나나, 딸기 순으로 놓여있습니다

거울을 보고 오른쪽을 가리키면 거울 속 나도 오른쪽을 가리키고

왼쪽을 가리키면 거울 속 나도 왼쪽을 가리킵니다

거울이 좌우를 반전시킨다면 이런 방향이 반대가 되어야 합니다

하지만 내가 가리키는 방향과 거울이 보여주는 방향은 똑같습니다

즉 거울은 좌우를 반전시키지 않는 것입니다

종이에 글씨를 써서 거울에 비춰봅시다

그럼 거울은 글씨의 좌우를 반전시켜서 보여줍니다

하지만 여기서 다시한번 생각해 봅시다

종이에 글씨를 쓰고

그것을 거울에 비춥니다

뭔가 이상하지 않나요?

종이에 쓴 글씨를 보기 위해

내가 종이를 뒤집은 것이었습니다

그래서 거울을 통해 글씨를 보면 좌우가 반전돼 보이는 것입니다

투명한 종이에 글씨를 써서

종이를 뒤집지 않고 거울에 비춰봅시다

이번에는 글씨가 반전되지 않고

그대로 보인다는 것을 알 수 있습니다

거울을 보고 앞쪽을 가리켜봅시다

그럼 거울 속 나는 뒷쪽을 가리킵니다

어떤 물건을 거울에 비춘뒤 나로 가까이 해봅시다

그럼 거울 속 물건은 나로부터 멀어집니다

즉 거울은 좌우를 반전시키는 것이 아니라 Z축

앞, 뒤를 반전시키는 것입니다

그런데 왜 우리는 거울이 좌우를 반전시켜서 보여준다고 인식하는 것일까요?

그것은 언제나 사람을 중심으로 생각하기 때문입니다

사람은 좌우 대칭으로 생겼습니다

물론 세세하게 따지면 약간씩 다르지만

눈으로 그냥 봤을 땐 대칭인 것처럼 보입니다

만약 좌우가 다르게 생겼다면

거울을 봤을 때 거울 속 내가 왼손을 들어도

지금 든 손이 왼손이라고 생각하지 않을 것입니다

거울은 단지 있는 그대로를 보여줄 뿐입니다

하지만 우리는 그렇게 보이기 때문에

언제나 나를 중심으로 생각하기 때문에

거울이 좌우를 반전시킨다고 생각하는 것입니다

겨울에 에어컨 틀고 30도로 맞추면 따뜻해질 수 있을까?

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겨울은 추운 계절입니다

그런데 이상하게 올해는 그렇게 춥지 않군요

물론 춥지 않아서 생활하는데 큰 어려움은 없지만

그래도 겨울이 춥지 않다는 것은 어떤 문제가 있다는 뜻이죠

개구리가 벌써 깨어나기도 했고

꽃이 피는 곳도 있다고 하니.. 걱정이 됩니다

겨울은 원래 춥습니다

그게 정상입니다

하지만 우리는 추운곳에서는 생활할 수 없기 때문에

보일러처럼 따뜻하게 해줄 수 있는 어떤 것을 작동시킵니다

반대로 여름은 덥습니다

역시 우리는 더운곳에서는 생활할 수 없기 때문에

에어컨처럼 차갑게 해줄 수 있는 어떤 것을 작동시킵니다

에어컨의 온도는 16도까지 떨어지기도 하며

최고 온도는 30도까지 올라가는 경우도 있습니다

겨울철 온도는 영하로 떨어질 때도 있고

보통 한자릿수를 기록하는데

그렇다면 이렇게 추운 겨울에 에어컨의 온도를 30도로 맞춰놓는다면

방안이 따뜻해질 수 있을까요?

어떤 물질의 상태가 변하면

즉 고체에서 액체, 액체에서 기체가 되면

주변에 있는 열을 흡수하게 됩니다

그리고 반대로 기체에서 액체, 액체에서 고체가 되면

가지고 있던 열을 방출하게 되죠

이때 고체에서 액체로 될 때 흡수하는 열을 융해열이라고 하고

액체에서 기체로 될 때 흡수하는 열을 기화열이라고 합니다

에어컨은 기화열을 이용해 작동하는 기계입니다

에어컨을 작동하기 위해선

아주 약간의 압력 조절만으로도 액체에서 기체로 기체에서 액체로 변할 수 있는 물질이 필요합니다

이것을 냉매라고 하는데 우리는 흔히 에어컨 가스라고 부릅니다

에어컨은 크게 압축기, 응축기(실외기), 팽창밸브, 증발기(실내기)로 나눠집니다

먼저 에어컨을 작동시키면

기체상태의 냉매가 압축기로 이동합니다

압축기는 냉매를 압축시키는 역할을 합니다

그럼 압력이 높아지기 때문에 냉매의 온도가 올라가게 됩니다

이때 냉매의 온도는 80도 이상이며 100도까지 올라가는 경우도 있다고 합니다

이렇게 온도가 올라간 기체 상태의 냉매는 응축기로 이동합니다

여름철 바깥의 온도는 30도 이상이라 우리가 생활하기엔 더운 날씨지만

100도인 냉매에게는 시원한 날씨입니다

그래서 응축기를 통과하다보면 밖의 온도 때문에 냉매의 온도가 내려가게 됩니다

온도가 내려가면 압력도 낮아지게 되는데

앞에서도 말했던 것처럼 냉매는 작은 압력의 변화만으로도 상태가 변하게 됩니다

기체였던 냉매는 응축기를 통과하면서 액체로 변하게 됩니다

기체에서 액체로 변하면 열을 방출하게 됩니다

이때 방출된 열은 응축기에 있는 팬에 의해 밖으로 내보내집니다

그래서 실외기에서 뜨거운 바람이 나오는 것입니다

액체로 변한 냉매는 온도가 낮아지긴 했지만 여전히 뜨거운 상태입니다

이제 냉매는 팽창밸브로 이동합니다

팽창밸브는 냉매가 통과하는 통로가 갑자기 좁아졌다 넓어지는 곳입니다

통로가 좁아졌다 넓어지면 통과하는 속도가 급격히 빨라지게 됩니다

속도가 빨라지면 압력이 낮아집니다(베르누이의 효과)

그럼 온도도 낮아지게 되죠

이렇게 통로를 이용해 온도를 낮추는 것을 교축이라고 합니다

온도가 낮아진 냉매는 이제 증발기로 이동합니다

이때 냉매는 기체로 변하진 않았지만 기체로 변하기 쉬운 상태가 됩니다

증발기로 이동한 냉매는 방 안의 뜨거운 공기와 만나게 됩니다

뜨거운 공기 덕분에 냉매는 증발이 일어나게 되고

액체에서 기체로 변하게 됩니다

액체에서 기체로 변하려면 기화열이 필요하기 때문에

주변에 있는 뜨거운 공기에서 열을 빼앗아갑니다

그럼 주변의 뜨거운 공기의 온도가 내려가게 되죠

온도가 내려간 공기는 증발기에 있는 팬에 의해 실내로 방출됩니다

그래서 에어컨을 작동시키면 찬바람이 나오는 것입니다

차가운 기체가 된 냉매는 다시 압축기로 이동합니다

그럼 압축기는 냉매의 압력을 높혀서 다시 뜨거운 기체로 만들죠

이런 과정을 반복해 주변의 뜨거운 공기를 모두 차가운 공기로 바꾸는 것이

에어컨의 작동 원리입니다

즉 에어컨은 기계 자체에서 차가운 바람을 내보내는 것이 아니고

주변에 있는 뜨거운 공기를 차가운 공기로 바꿔 내보내는 것입니다

다시 말해 주변에 뜨거운 공기가 없다면

에어컨은 작동하지 않게 됩니다

겨울철 집안의 온도는 에어컨을 켜놓은 것처럼 춥습니다

이럴때 에어컨을 작동시키면 실외기가 작동하지 않으니

선풍기를 켜놓은 것처럼 바람만 나올 뿐입니다

희망 온도를 30도로 올려놓는다고 해도

에어컨에는 뜨거운 공기를 차갑게 바꾸는 기능만 있기 때문에

방 안의 온도를 올릴 수는 없습니다

하지만 에어컨의 이런 원리를 반대로 적용하면

실내기가 실외기가 되고 실외기가 실내기가 되면

에어컨을 작동시켰을 때 뜨거운 바람이 나올 수 있습니다

그럼 반대로 실외기에서는 차가운 바람이 나오게 됩니다

이런 기능이 있는 에어컨을 작동시킨다면

겨울에 에어컨을 틀어 방 안을 따듯하게 할 수 있습니다

이런 기능이 없는 에어컨이라면

아무리 온도를 높힌다고 해도

방 안을 따뜻하게 만드는 것은 불가능한 일입니다

터널 조명이 주황색인 이유

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다들 명절 연휴는 잘 보내셨나요?

물론 내일인 1월 27일은 설날의 대체공휴일이기 때문에

내일까지 쉬는 분들도 계시겠지만

이제 슬슬 일상으로 돌아와야 하는 때입니다

고향에 살고 있는 사람들은 이동의 걱정이 크게 없지만

지방에서 서울로 올라온 경우

혹은 서울이 고향이지만 지방으로 내려간 경우에는

부모님을 보기 위해서 먼거리를 이동해야합니다

도로를 달리다보면 터널을 한번쯤 지나게 됩니다

그럼 여기서 한번 생각해보죠

터널 조명의 색은 어떤 색이었나요?

우리나라는 산이 많은 나라이기 때문에

도로를 직선으로 내는 것이 쉽지 않습니다

그래서 산을 둘러서 도로를 내거나

터널을 뚫어 산을 통과하곤 합니다

모든 터널이 그런 것은 아니지만

대부분의 터널은 주황색 조명을 사용합니다

터널은 왜 주황색 조명을 사용하는 것일까요?

터널은 산을 뚫어서 만든 것이기 때문에 창문이 존재할 수 없습니다

환기에서 자유롭지 못하죠

터널은 많은 자동차가 왔다갔다 하는 곳이기 때문에

먼지와 매연으로 가득차 있습니다

외부에서 빛도 들어오지 못하고 창문도 존재하지 않기 때문에

터널 안은 아주 어둡습니다

그래서 조명을 달아 밝기를 유지하고 있습니다

터널의 조명은 이런 환경에서도 밝은 빛을 낼 수 있어야 합니다

빛은 파장이 길면 멀리까지 전달되기 때문에

파장이 가장 긴 빨간색 빛을 사용하면 좋습니다

하지만 빨간색은 눈에 피로를 쉽게 주기 때문에

잘 사용하지 않는다고 합니다

이때 사용하는 조명이 바로 나트륨등으로

파장이 590nm정도라 빨간색보다 눈이 덜피로하고

안개속에서도 빛을 멀리까지 보낼 수 있다는 장점을 가지고 있습니다

파장이 750nm인 빛이 빨간색이니까

590nm이라면 주황색 노란색 정도 되겠죠?

나트륨등은 파장이 590nm이기 때문에

주황색 빛을 띄게 됩니다

그래서 터널에 있는 조명은 대부분이 주황색인 것입니다

터널은 자동차가 많이 다니는 곳이기 때문에

문제가 생겼을 때 공사를 하는 것이 쉽지 않습니다

게다가 조명의 수명이 다해 꺼져버리면 아주 위험한 상황이 발생할 수 있기 때문에

수명이 오래가는 것을 사용해야 합니다

나트륨등은 일반 백열등보다 수명이 20배 이상 길고

전력 소모도 적다고 합니다

그리고 주황색은 운전자들을 적당히 긴장하게 만들기 때문에

더 안전한 운전이 가능해집니다

그래서 대부분의 터널에 나트륨등을 사용하고 있습니다

하지만 주황색 빛은 자동차가 브레이크를 밟았을 때 나타나는 빨간색 빛을

구분하기 어렵게 만든다는 단점이 있습니다

그래서 최근에는 나트륨등보다 더 효율이 좋고

브레이크 등을 쉽게 판단할 수 있는

LED로 바뀌고 있습니다

터널처럼 사방이 막힌곳에서 운전을 하는 경우

3km 이상 달리게 되면 운전자의 집중력이 급격하게 떨어진다고 합니다

그래서 LED를 무지개색으로 배치해 운전자들이 지루해 하지 않고

계속 집중력을 유지할 수 있도록 바꾸고 있다고 합니다

터널에서 발생하는 교통사고의 수는

매년 증가하고 있습니다

하지만 나트륨등에서 LED로 바뀌게 된다면

이런 교통사고의 수가 줄어들 수 있을 것이라고 합니다