Optics Light Lab: Ray Tracing
Optics Light Lab: Ray Tracing — 거울, 렌즈, 프리즘이 모든 광선을 추적하는 광학 시뮬레이터
Optics Light Lab: Ray Tracing은 기하 광학을 직접 만져 보며 배울 수 있게 해 주는 무료 Android 광학 시뮬레이터예요. 3D 광학 벤치에 거울, 렌즈, 프리즘을 배치하면 광선 추적 엔진이 배치를 움직일 때마다 모든 반사와 굴절을 다시 계산해요. 38개의 레슨, 18개의 실습, 50단계 레이저 퍼즐이 모두 같은 엔진으로 채점되며, 앱 전체를 오프라인에서 사용할 수 있어요.
- 가격
- 무료, Pro 업그레이드
- 플랫폼
- Android
- 언어
- 10
무지개는 그려지는 것이 아니라 계산돼요.
레이저를 백색광으로 바꿔 프리즘을 향하게 하면, 하나의 광선이 각각 따로 추적되는 일곱 개의 파장으로 퍼져 나가고, 각 파장은 고유한 굴절률에 따라 꺾여요. 미리 렌더링된 경로가 아래에 깔려 있는 것이 아니므로, 각도를 잘못 맞췄을 때 얼마나 틀렸는지 정확히 확인할 수 있어요.
어떤 앱인가요
Optics Light Lab: Ray Tracing은 실시간 광선 추적 시뮬레이터로 기하 광학을 배울 수 있는 무료 Android 앱이에요. 네 가지 세계(반사와 굴절, 렌즈와 거울, 분산과 색, 심화 광학)에 걸친 38개의 레슨, 18개의 광학 벤치 실습, 4개의 인터랙티브 시뮬레이션, 9가지 요소 유형과 15가지 광학 재료를 제공하는 샌드박스, 50개의 레이저 퍼즐이 들어 있어요. 모든 레슨, 다이어그램, 실습, 퍼즐이 기기에 포함되어 있어 오프라인에서도 사용할 수 있어요.
앱 내부 살펴보기
화면은 어떻게 보이나요
배경
거울, 렌즈, 프리즘은 어떻게 빛을 꺾을까요? 광선 추적이란 무엇일까요?
기하 광학에서는 빛을 표면에 닿을 때까지 직선으로 이동하는 광선으로 다뤄요. 거울에서는 입사각과 반사각이 같도록 광선이 반사되고, 공기와 유리처럼 서로 다른 두 물질의 경계에서는 스넬의 법칙에 따라 꺾여요. 광선 추적은 각각의 광선이 만나는 모든 표면을 따라가는 방법으로, 컴퓨터가 렌즈가 광선을 어디에 초점을 맞추는지 또는 프리즘이 백색광을 어떻게 여러 색으로 나누는지를 보여 줄 수 있게 해 줘요. 규칙이 정확하기 때문에 시뮬레이터는 광선을 추적해 목표 지점에 도달하는지 확인함으로써 답을 채점할 수 있어요.
반사의 법칙입사각과 반사각이 같아요
매끄러운 표면에 부딪힌 광선은 표면에 수직인 선인 법선에서 측정했을 때, 들어온 각도와 같은 각도로 나아가요. 흔한 실수는 거울 표면 자체를 기준으로 각도를 측정하는 거예요.
스넰의 법칙과 굴절률빛이 유리로 들어갈 때 꺾이는 방식
빛이 한 물질에서 다른 물질로 이동하면 속도와 방향이 변해요. 얼음부터 다이아몬드까지 각 물질의 굴절률이 얼마나 꺾이는지를 결정하며, 굴절률이 클수록 광선이 더 많이 꺾여요.
얇은 렌즈 공식렌즈가 상을 만드는 위치
얇은 렌즈에서는 1/f가 1/do 더하기 1/di와 같으며, 초점 거리 f와 물체 거리, 상 거리를 연결해 줘요. 이 공식은 물체가 어디에 놓이느냐에 따라 수렴 렌즈가 더 크거나 작은 상, 정립상 또는 도립상을 만들 수 있는 이유를 설명해 줘요.
분산과 전반사색이 퍼지는 현상과 갇힌 빛
분산은 색마다 굴절률이 조금씩 다르기 때문에 일어나며, 그래서 프리즘은 빨간색보다 파란색을 더 많이 꺾어요. 밀도가 더 높은 물질 내부에서 임계각을 넘으면 빛이 빠져나가지 못하고 완전히 반사되는데, 이것이 광섬유의 기본 원리예요.
어떻게 작동하나요
레슨과 실습은 어떻게 연결되나요?
모든 레슨은 짧은 설명과 실시간 광학 벤치를 함께 제공하므로, 규칙과 그 모습을 동시에 확인할 수 있어요.
다이어그램으로 규칙을 읽어 보세요
각 레슨은 손으로 그린 다이어그램과 즉시 확인할 수 있는 질문으로 반사의 법칙 같은 하나의 개념을 설명해요. 잘못된 선을 기준으로 측정하는 것처럼 흔히 하는 실수를 경고로 알려 줘요.
벤치에서 광학 장치를 움직여 보세요
거울을 회전하고, 렌즈를 바꾸거나, 광선 안에 프리즘을 놓아 보세요. 광선 추적기가 실시간으로 경로를 다시 계산하며, 스넬의 법칙, 얇은 렌즈, 임계각, 프리즘 분산을 조절하는 슬라이더를 드래그하면 각각의 값을 확인할 수 있어요.
실습이나 퍼즐로 증명해 보세요
레슨 안의 실습은 광선을 그리는 것과 같은 엔진으로 채점돼요. 퍼즐에서는 광학 장치를 회전하고 배치해 레이저를 목표 지점에 맞춰야 하며, 거울 하나를 사용하는 문제부터 함정 프리즘과 차단물이 있는 세 개의 거울 계단 문제까지 다양하게 구성돼 있어요.
무엇이 들어 있나요
앱에는 무엇이 들어 있나요?
38
4개 세계의 레슨
반사와 굴절, 렌즈와 거울, 분산과 색, 심화 광학으로 구성되며, 스넰의 법칙, 곡면 거울, 얇은 렌즈 공식, 전반사를 다뤄요.
50
레이저 퍼즐
빛의 미로로 이루어진 단계형 퍼즐로, 모든 단계는 출시 전에 엔진을 통해 풀 수 있는지 확인했어요.
18
광학 벤치 실습
레슨에 포함된 직접 해 보는 과제로, 광선을 그리는 광선 추적 엔진이 채점해요.
9
샌드박스 요소 유형
평면, 오목, 볼록 거울, 수렴 렌즈와 발산 렌즈, 프리즘, 차단물, 목표 지점, 레이저를 사용할 수 있어요. 드래그해 궤도를 회전하고, 핀치해 확대·축소하며, 만든 구성을 저장해 나중에 다시 열 수 있어요.
15
실제 광학 재료
얼음부터 다이아몬드까지 다양한 재료가 있으며, 각각 고유한 굴절률을 가져요. 프리즘의 유리를 바꿔 스펙트럼이 넓어지거나 좁아지는 모습을 확인해 보세요.
AI
AI 튜터
벤치에서 일어나는 현상을 설명해 달라고 하거나, 퍼즐에서 막혔을 때 힌트를 요청할 수 있어요. 무료 계정은 하루에 설명 2회와 힌트 1회를 받을 수 있어요.
나에게 잘 맞는지
누구에게 적합하고, 누구에게는 적합하지 않은지
다음과 같은 분께 잘 맞아요
- 물리학을 공부하면서 공식만 외우는 대신 렌즈가 빛을 어떻게 굴절시키는지 보고 싶다면
- 광학을 가르치거나 지도하면서 학생들이 직접 바꾸고 테스트할 수 있는 실험대를 원한다면
- 퍼즐 게임을 좋아하고 거울로 레이저를 조준하는 것을 즐긴다면
- 프리즘이 무지개를 만드는 이유나 전반사가 작동하는 방식을 궁금해한다면
- 콘텐츠가 오프라인으로 포함되어 있어 인터넷 연결 없이 공부해야 한다면
다음과 같은 경우에는 적합하지 않아요
- 현재 앱이 Android에서만 제공되므로 iPhone 앱이 필요하다면
- 앱이 기하 광학을 다루므로 간섭과 회절 같은 파동 광학을 원한다면
- 네 가지 월드와 50개의 퍼즐이 모두 무료라고 기대한다면: World 1과 처음 10개 레벨은 무료이고 나머지는 Pro에서 잠금 해제돼요.
- 무료 버전에서 화면 사이에 광고가 표시되므로 광고를 싫어한다면
질문
자주 묻는 질문
휴대폰에서 광학과 광선 추적을 배우기에 가장 좋은 앱은 무엇인가요?
광학 시뮬레이터를 사용하면 설정을 바꾸고 빛이 반응하는 모습을 확인할 수 있어요. Optics Light Lab: Ray Tracing은 38개의 짧은 수업과 실시간 3D 광학 실험대를 결합했어요. 거울, 렌즈, 프리즘을 움직일 때마다 광선 추적 엔진이 각 반사와 굴절을 다시 계산해요. Android에서 무료로 시작할 수 있고 오프라인에서도 작동해요.
기하 광학이란 무엇인가요?
기하 광학은 빛을 직선으로 이동하고 반사와 굴절을 통해 표면에서만 방향을 바꾸는 광선으로 모델링해요. 거울, 렌즈, 프리즘, 간단한 광학 기기의 원리를 설명해요. Optics Light Lab: Ray Tracing은 Reflection과 Refraction부터 Deep Optics까지 네 가지 월드를 통해 이를 가르쳐요.
프리즘은 어떻게 백색광을 여러 색으로 나누나요?
유리의 굴절률은 빨간색 빛보다 파란색 빛에서 약간 더 높기 때문에, 각 색은 표면에서 서로 다른 정도로 굴절돼요. 이를 분산이라고 해요. Optics Light Lab: Ray Tracing에서는 레이저를 백색광으로 전환하고, 하나의 광선이 각각 별도로 추적되는 7개의 파장으로 펼쳐지는 모습을 볼 수 있어요.
시작하기 전에 Snell's law를 알아야 하나요?
아니요. World 1에서는 반사의 법칙부터 Snell's law까지 다이어그램과 즉시 확인 기능을 통해 단계적으로 익혀요. 그래서 외우기만 했던 공식도 직접 테스트할 수 있는 내용이 돼요. Optics Light Lab: Ray Tracing에는 드래그하는 동안 자체 결과를 계산해 표시하는 Snell's-law 슬라이더도 포함되어 있어요.
레이저 퍼즐이란 무엇인가요?
광학 요소를 회전하고 배치해 레이저를 목표물에 조준하는 50개의 레벨이 있어요. 초반 레벨에서는 거울 하나를 사용하고, 후반 레벨에서는 미끼 프리즘과 차단물이 있는 거울 2~3개를 사용해요. Optics Light Lab: Ray Tracing은 동일한 광선 추적 엔진으로 각 퍼즐을 채점하며 모든 레벨을 해결할 수 있는지 확인했어요.
Optics Light Lab: Ray Tracing은 오프라인에서도 작동하나요?
네. 모든 수업, 다이어그램, 실험실, 퍼즐이 기기에 포함되어 있어 비행 중이거나 신호가 끊겨도 학습이 중단되지 않아요. 답변을 제공하려면 연결이 필요한 기능은 AI 튜터뿐이에요.
AI 튜터는 어떤 기능을 제공하나요?
실험대에서 어떤 일이 일어나고 있는지 설명하고, 퍼즐에서 막혔을 때 힌트를 제공해요. Optics Light Lab: Ray Tracing의 무료 버전에서는 하루에 AI 설명 2회와 퍼즐 힌트 1회를 이용할 수 있으며, Pro에서는 이러한 제한이 사라져요.
Optics Light Lab: Ray Tracing은 무료인가요?
이 앱은 Google Play에서 무료로 제공되며 화면 사이에 광고가 표시돼요. 무료 버전에는 World 1 전체(수업 10개와 실험실 5개), 퍼즐 레벨 1~10, 요소 5개를 사용할 수 있고 저장된 실험대 3개를 지원하는 샌드박스, 하루 AI 설명 2회와 힌트 1회가 포함돼요. Pro에서는 World 2~4(추가 수업 28개와 실험실 13개), 레벨 11~50, 무제한 샌드박스와 무제한 AI 도움말이 잠금 해제되며 광고가 제거돼요.
iPhone 버전이 있나요?
현재는 없어요. Optics Light Lab: Ray Tracing은 Google Play를 통해 Android 휴대폰과 태블릿에서 이용할 수 있으며, 이 페이지에서는 해당 등록 정보로만 연결해요.
어떤 언어를 지원하나요?
앱과 이 페이지는 10개 언어로 제공되며, 앱 전체에서 밝은 테마와 어두운 테마를 사용할 수 있어요.
시작하기
광선에 거울을 놓고 어떤 일이 일어나는지 확인해 보세요
Android에서 무료로 시작할 수 있으며, 10개 언어를 지원해요.
CoddyKit의 다른 앱
Android에서 이용할 수 있어요.