안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
평면거울에서는 빛이 나란히 들어와서 나란히 반사되니까 거울 속 모습이 실물과 같은 크기로 보여요. 볼록거울과 오목거울은 표면이 휘어져 있어서 빛이 반사되는 각도가 달라지고, 그 결과 상의 크기와 방향이 바뀌는 거예요.
볼록거울은 거울 표면이 바깥으로 불룩 튀어나와 있잖아요. 이 곡면 때문에 거울 위쪽에 닿는 빛과 아래쪽에 닿는 빛이 서로 벌어지는 방향으로 반사돼요. 평면거울이라면 나란히 되돌아올 빛이 볼록거울에서는 부채처럼 퍼져 나가는 거예요. 우리 눈은 들어오는 빛줄기를 뒤로 쭉 연장해서 상이 어디에 있는지를 판단하는데, 퍼져 나온 빛을 거꾸로 추적하면 거울 뒤쪽의 더 가까운 지점에서 모이게 돼요. 가까운 곳에서 모이니까 상이 실물보다 작아지는 거예요. 편의점 천장 거울이나 자동차 사이드미러가 이 원리를 이용해서 넓은 범위를 한눈에 보여주는 거랍니다.
오목거울은 반대로 표면이 안쪽으로 움푹 들어가 있어요. 이 곡면에 빛이 닿으면 위쪽에서 온 빛은 아래로, 아래쪽에서 온 빛은 위로 꺾여서 반사돼요. 그러니까 물체의 윗부분에서 나온 빛이 아래로 내려가고 아랫부분에서 나온 빛이 위로 올라가면서 중간에서 빛줄기가 엑스자로 교차하게 되거든요. 이 교차 때문에 위아래가 뒤집힌 상이 만들어지는 거예요. 숟가락 안쪽을 들여다보면 얼굴이 거꾸로 보이는 게 바로 이 현상이에요.
다만 오목거울도 물체를 아주 가까이 가져가면 빛이 교차하기 전에 눈에 들어오기 때문에 뒤집히지 않고 확대된 상이 보여요. 화장할 때 쓰는 확대 거울이 오목거울인데 얼굴이 뒤집혀 보이지 않는 건 거울과 얼굴 사이 거리가 초점보다 가깝기 때문이랍니다 :)