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착시 이용해 마법학교 입학하기

눈이 일으키는 착각의 효과

모험이와 슬기는 친구들 사이에 한창 유행인 마법학교에 입학하려 한다. 그러나 지금까지 마법학교에는 극소수의 학생들만 입학했다. 모험이와 슬기의 과학반 친구들 중에는 마법학교 입학에 성공한 이가 없을 정도로 입학시험이 어렵기 때문이다. 모험이와 슬기는 과학반의 위신을 세우기 위해 마법학교 입학시험에 도전하기로 결심했다. 결전의 그날이 왔다. 시험장에 도착한 모험이와 슬기는 떨리는 마음으로 3가지 과제를 받았다. 마법학교는 교실로 들어가기 위해서 3개의 문을 거쳐야 한다. 모험이와 슬기가 받은 과제는 바로 이 3개의 문을 통과해 무사히 교실로 들어가는 것이다.

모험이와 슬기는 문에 대한 정보가 담긴 종이를 받았다. 모험이와 슬기는 어떻게 3개의 문을 열 수 있을까.

첫째 문: 문은 철문이다. 이 철문에 방사선 모양의 그림이 그려진 원모양의 자석판이 붙어 있다. 이 자석판 안에 둥근 원이 생기면 문이 열린다.

둘째 문: 첫째 문과 마찬가지로 철문이다. 여기에는 동심원이 여러개가 그려진 자석판 두개가 붙어있다. 자석판 하나는 고정시켜놓고 다른 자석판으로 고정된 자석판의 동심원이 돌아가는 것처럼 보이게 하면 문이 열린다.

셋째 문: 문에 그림이 그려져 있다. 그리고 그 앞에는 나선형의 그림이 새겨진 원판이 놓여져 있다. 나선형의 그림판을 이용해 문에 그려진 그림이 역동적으로 움직이는 것처럼 보이게 만들면 문이 열린다.

어드벤처 1- 숨어있는 원

어드벤처 2- 달리는 자전거 바퀴

어드벤처 3- 소용돌이 속 동영상


■ 왜 그럴까?!

▶▶▶ 왜 회전시키면 없었던 그림이 나타날까?

회전시켰을 때 없었던 그림이 나타나는 까닭은 눈의 착시 때문이다. 착시는 특정한 조건에서 정상적인 눈의 감각이 착각을 일으켜서 나타난다. 사람의 눈은 어떤 영상이 눈앞에서 사라지더라도 약 0.1초 동안 보고 있는 것처럼 착각을 일으킨다. 잔상에 의한 착시인 셈이다. 이번 어드벤처에 등장하는 여러가지 시각적 효과는 잔상에 의한 착시로 설명할 수 있다.

▶▶▶ 왜 방사선 그림판에서 작은 원이 나타날까?

방사선 그림을 돌리면 잔상의 효과 때문에 방사선이 휘어져 보인다. 이때 휘어진 방사선이 그림 안에 작은 원을 그리며 빙글빙글 돌아가는 것처럼 보인다.

▶▶▶ 동심원 하나로 두개가 움직이는 까닭은?

동심원 그림 두개를 나란히 놓고 한 그림을 회전시키면 가만히 놓여있는 그림도 움직이게 보여 두개의 바퀴가 돌아가는 것 같이 보인다. 이같은‘달리는 자전거’의 효과는 1876년 최초로 보고된 것으로 알려져 있다. 동심원 그림의 가장자리에 톱니바퀴가 돌아가는 것처럼 보이는 것은 달리는 자전거의 변형이다.

▶▶▶ 소용돌이를 보면 왜 그림이 움직일까?

잔상 효과 때문에 나선형을 회전시켜주는 방향에 따라 나선형이 바깥쪽으로 퍼져나가게 보이기도 하고 안쪽으로 오므라들게 보이기도 한다. 나선형을 바깥쪽으로 퍼져나가도록 회전시켜 놓고 움직임을 약 10초 동안 집중해 쳐다보다가 친구의 얼굴을 보면 정지해 있는 친구의 얼굴이 안쪽으로 오므라드는 것처럼 보인다.

반대로 나선형을 안쪽으로 오므라들게 회전시켜놓고 같은 실험을 되풀이하면 친구의 모습이 바깥쪽으로 퍼져나가는 것처럼 보인다. 또 이중 나선형을 회전시키면 안쪽 나선형의 움직임과 바깥쪽 나선형의 움직임이 서로 반대 방향으로 움직이는 것처럼 보이기 때문에 같은 방법으로 실험을 되풀이하면 친구의 모습이 맥박치는 듯이 움직이는 것처럼 보인다.

움직이는 모습을 눈으로 집중해 쳐다보면 주어진 방향으로 우리의 시선이 끌려가게 된다. 이때 눈의 움직임을 통제하는 근육은 자꾸 원래의 위치로 시선을 끌고가려 한다. 그래서 회전하는 나선형을 더이상 보지 않아도 근육은 그 동작을 즉시 멈추게 할 수 없기 때문에 사물이 나선형의 움직임과 반대로 오므라들거나 퍼져나가는 것처럼 보이게 된다.

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2003년 02월 과학동아 정보

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