무아레 간섭


무아레 무늬의 활용

느린 움직임을 빠른 움직임으로 나타낸다.

아래 그림은 평행선으로 된 두장의 격자가 겹쳐서 생기는 무아레 무늬를 보여주고 있다. 움직이지 않는 격자격자간격이 9이고 겹쳐서 움직이는 격자격자간격이 8이다. 마우스로 겹친부분을 집어서 움직이면 무아레 무늬격자를 움직이는 속도보다 훨씬 빠르게 이동하는 것을 볼 수 있다


ani Java?

느린 움직임을 빠른 움직임으로 보여주는 무아레 무늬 _ 엇비슷한 격자간격의 줄무늬가 겹쳐져서 전체적으로 큰 규모의 줄무늬, 즉 무아레 무늬가 형성될 뿐만 아니라 한 무늬가 움직이면 무아레 무늬도 다른 속도로 움직이게 된다. 이 그림에서는 바닥에 고정된 무늬의 수직 격자간격은 밝은 부분과 검은 부분이 각각 4, 5 픽셀로 되어 있어 전체 주기는 9 픽셀이고, 마우스로나 스스로 움직일 수 있는 수직격자는 투명부분과 검은 부분이 모두 4 픽셀로 되어 있어 전체 주기는 8 픽셀이다. 마우스로 표면의 격자를 움직이면 무아레 무늬는 같은 방향으로 더 빠른 속도로 움직이는 것을 볼 수 있다.

그림은 두 격자가 겹쳐서 나타나는 무아레 무늬를 원래의 격자보다 훨씬 커진 모습으로 관측할 수 있다. 그림에서 마우스를 드래그 하면 한 격자가 마우스를 따라서 움직인다. 적당한 속도로 옆으로 움직여서 무아레 무늬가 움직이는 모습을 잘 살펴보도록 하자.

위 그림과 달리 움직이는 격자격자간격이 10이다. 이를 가로로 움직이면 무아레 무늬는 움직이는 방향과 반대 방향으로 빠른 속도로 이동하는 것을 알 수 있다


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반대 방향으로 움직이는 무아레 무늬 _ 엇비슷한 격자간격의 줄무늬가 겹쳐져서 나타나는 무아레 무늬는 다른 속도, 다른 방향으로 움직일 수 있다. 그림에서는 바닥에 고정된 무늬의 수직 격자간격은 밝은 부분과 검은 부분이 각각 4, 5 픽셀로 되어 있어 전체 주기는 9 픽셀이고, 마우스로나 스스로 움직일 수 있는 수직격자는 투명부분과 검은 부분이 모두 5 픽셀로 되어 있어 전체 주기는 10 픽셀이다. 마우스로 표면의 격자를 움직이면 무아레 무늬는 움직이는 방향과 반대 방향으로 더 빠른 속도로 움직이는 것을 볼 수 있다.

아주 느리게 움직여서 그 움직임을 알아채기 힘든 경우에 물체에 격자를 부착하고, 이와 파장이 약간 차이지는 다른 격자를 고정시켜 이 둘이 만드는 무아레 무늬늘 관측한다. 이 무아레 무늬는 속도를 10배 이상 증폭시켜서 빠른 움직임으로 나타나기 때문에 쉽게 움직임을 느낄 수 있을 뿐만 아니라 속도 측정의 정밀도도 훨씬 높일 수 있다. ("중첩의 원리"의 두 파의 합성에 대한 모의실험에서 프로그램의 오른쪽 화면 중간의 무아레 무늬를 관측할 수 있다. 여기서 파동속+의 테마를 선택하고 각각의 파동의 움직이는 속도를 변경시켜보면 다양하게 변하는 무늬의 속도를 볼 수 있다. 무아레 무늬의 속도는 그 단원에서 군속도의 개념과 거의 유사하다)

다른 방향으로의 움직임으로 바꾼다.

아래 그림은 세로의 격자에 V자를 뉘어 놓은 무늬가 겹쳐있다. 둘다 격자의 가로 간격은 9로 동일 하다. 이처럼 격자가 서로 다른 각도로 놓여 있을 때 무아레 무늬가 형성된 방향은 각각의 격자 방향과 다른 방향으로 형성된다.


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움직이는 방향과 수직으로 움직이는 무아레 무늬 _ 움직이니 않는 수직 무늬는 격자간격이 밝은색, 검은 색이 각각 5 픽셀로 전체적으로 10 픽셀의 격자 간격으로 되어 있고, 그 위에 V자가 옆으로 기울어진 형태의 무늬가 비슷한 주기로 배치되어 움직이게 되어 있다. 이 무늬를 마우스로 집어서 좌우로 움직이면 큰 규모로 나타나는 수평선의 무아레 무늬가 아래위로 움직이는 것을 볼 수 있다.

그림에서 격자를 좌우로 움직여 보면 무아레 무늬는 아래위로 움직이는 것을 알 수 있다. 아래위로 움직이는 무아레 무늬의 속력은 한 격자가 움직이는 속도와 어떤 관계가 있는지를 잘 관측해 보자.

아래 그림은 같은 격자주기 9를 가진 두 격자가 약 15도 기울어진채로 겹쳐져 있다. 이 경우 무아레 무늬의 방향은 두 격자의 방향과 다른 방향으로 형성되고, 또한 무늬가 흐르는 방향도 다르다.


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다른 방향의 격자가 만드는 무아레 무늬 _ 그림에서는 바닥에 고정된 무늬와 표면에서 움직이는 무늬의 격자간격은 밝은 부분과 검은 부분이 각각 4, 5 픽셀로 되어 있어 전체 주기는 9 픽셀이다. 고정된 무늬는 반 시계방향으로 약 15도 기울어져 있어 전체적으로 형성되는 무아레 무늬도 기울어져 있다.

곡면의 모습을 큰 무늬로 나타낸다.

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곡면의 모양을 표현하는 무아레 무늬 _ 정사각형 격자 두 장이 겹쳐져 있으나 아래 움직이지 못하는 격자는 표면이 굽어 있어 무늬가 규칙적이지 못하다. 반면에 표면에서 움직일 수있는 격자는 평평하여 규칙적으로 되어 있다. 두 격자는 모두 가로세로 각각 7 픽셀의 주기를 하고 있고, 선의 두께는 2 픽셀이다. 표면의 격자를 곡면의 격자 위에 놓으면 곡면의 모양을 알 수 있는 무아레 무늬가 나타난다.

위 그림은 철망이나 모기장 같이 사각형의 격자로 되어 있는 것이 두장 겹쳐서 이루는 무아레 무늬를 보여주고 있다. 그 중 한 장이 적당히 굽어져 있어 위에 반 듯한 격자가 겹쳐있을 때 나타나는 무아레 무늬는 굽어져 있는 곡면의 모양을 나타내 준다.

사람의 얼굴 처럼 굽어져 있는 면에 망사 같은 2차원 격자를 놓고 위에서 빛을 비추면 곡면에 격자의 그림자가 곡면에 따라 왜곡되어 맺히게 된다. 이 그림자와 앞에 있는 격자가 역시 무아레 간섭을 만들게 된다. 이를 이용하여 형상인식의 방법이 연구되고 있다.

파동의 간섭을 흉내낼 수 있다.

평면파는 평행의 격자로,구면파는 동심원의 격자로 나타낼 수 있다. 파동이 보강간섭을 할 때는 마루와 마루가 겹쳐 있는 경우로 격자 무늬가 같이 겹쳐 있는 상황과 유사하다. 한편 상쇄간섭을 할 때는 마루와 골이 겹치는 경우로서 격자가 교대로 배열 되어 무아레의 아주 어두운 무늬가 된다. 이에따라 무아레의 밝고 어두운 무늬를 빛이나 파동의 간섭무늬와 거의 유사하게 생각할 수 있다. (두 파의 간섭의 간섭의 흉내 참조 )


_ 파동의 간섭_ 중첩의 원리_ 상쇄간섭_ 보강간섭_ 파동속_ 군속도_ 평면파_ 주기_ 격자



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