[결과보고서] 1.구면경의 곡률반경

소개글

[결과보고서] 1.구면경의 곡률반경에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 데이터 분석
(1) 망원경을 이용한 곡률반경 측정
① 볼록거울(大)
② 볼록거울(小)
(2) 구면계를 이용한 곡률반경 측정
① 큰 볼록거울
② 작은 볼록거울

2. 결과 토의

3. 토의사항
(1) 망원경과 구면계로 측정한 결과를 비교 분석하라.
(2) 광선추적(ray tracing)에 대해 논하시오.
(3) 광선경로를 렌즈에 의해 상을 그릴 수 있는 세 가지 법칙은 무엇인가?
(4) 거울에 의해서도 상이 맺을 수 있는데, 그렇다면 이 때, 거울의 초점거리는 무엇인가?
(5) 구면거울에 의한 상에 대해 논하고 구면거울의 공식을 쓰시오.
(6) 거울과 렌즈가 이용되고 있는 예를 들어 보라.

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

반사지점 A의 위치에 관계없이 에 모여든다는 것을 알 수 있다.
오목거울의 경우에는 R이 -, 볼록거울의 경우에는 R이 +이어서 초점거리 f는 각각 +, -값을 가져 볼록렌즈, 오목렌즈의 식과 같이 된다.
(5) 구면거울에 의한 상에 대해 논하고 구면거울의 공식을 쓰시오.
◎ 볼록거울에 의한 상 : 물체의 위치 a에 상관 없이 볼록거울에 의한 상은 축소된 정립 허상이다.
◎ 오목거울에 의한 상 : 오목거울에 의한 상의 경우 물체의 위치 a에 따라 다르며, 오목거울에 의한 상은 도립실상과 확대된 정립허상이다. 이를 a에 따라 표로 나타내면 다음과 같다.
a의 위치
b의 위치
초점()
상의 형태
축소된
도립실상
같은 크기의
도립실상
확대된
도립실상
상이 맺히지
않음
화대된
정립허상
◎ 구면 거울의 공식
,
여기서 a는 거울의 중심으로부터 물체까지의 거리, b는 거울의 중심으로부터 상까지의 거리로서 허상일 경우 음수를 가지고, f는 초점거리로서 볼록거울이면 음수를 가지고, r은 곡률반지름, m은 배율로서 양수이면 정립상이고 음수이면 도립상이다.
(6) 거울과 렌즈가 이용되고 있는 예를 들어 보라.
◎ 거울과 렌즈 모두 그 특징에 따라 실생활에 매우 다양하게 사용되고 있다.
◎ 오목거울은 주로 빛을 모으는데 사용되는데, 현미경의 반사경(빛을 많이 모아야 됨), 치과에서 치아를 잘 보기 위해 사용하는 거울, 전구로 인해 퍼진 빛을 다시 모아주는 기능을 하는 손전등 앞의 거울, 올림픽 성화 등이 있으며,
◎ 볼록거울은 사람이 볼 수 없는 넓은 범위의 사물 및 장애물을 인식하기 위해 주로 사용되는데, 각진 곳에서 나타나는 장애물을 보여주는 도로 반사경, 자동차 운행 중 뒤를 볼 수 있게 해주는 자동차 백미러, 혹은 방범용 거울이 대표적인 볼록거울의 예이다.
◎ 평면거울은 주로 사람이 본인의 형태를 확인하기 위해 이용하는데 쓰이며, 화장품 거울 등이 있다.
◎ 오목렌즈는 볼록거울과 유사한 특징을 지니는데, 근시 초점이 망막보다 앞에 맺혀서 이를 망막에 정확히 맺히게 해주는 안경이나 일반 망원경의 뒷부분, 현미경, 카메라 초점 등에 사용되며,
◎ 볼록렌즈는 오목거울과 유사한 특징을 지니는데, 원시 초점이 망막보다 뒤에 맺히는 현상을 해결하기 위한 원시용 안경에 쓰이고, 그 이외에도 일반 망원경의 앞부분이나 현미경의 배율, 돋보기, 망원경, 카메라 앞부분 등에 이용되고 있다.
4. 결론
이번에 우리는 망원경과 구면계를 이용하여 각기 다른 방법으로 곡률반경을 측정해보았다.
이 중 구면계를 이용한 측정법은 그 방법에 있어서 측정오차만이 존재하지만, 망원경을 이용한 측정법의 경우 상의 크기를 측정해, 비례식을 통해 계산하는데, 이 과정에서 상의 크기 자체에 구면 오차가 포함되어 있으므로 구면오차에 의한 오차까지 발생하게 된다.
따라서 구면계의 측정값이 거의 비슷하게 나왔으므로 측정오차가 거의 존재하지 않는다고 가정하면,
곡률반경이 더 큰 큰볼록거울의 오차가 더 크게 나타났고, 그 원인으로는 측정오차 외에 구면수차에 의한 수차량이 더 컸기 때문이다.
또한, 망원경을 이용한 측정법에서 구면거울의 공식을 도입했는데, 이고, 여기서 b는 실상이면 양, 허상이면 음이고, 초점거리 f는 오목거울(볼록렌즈의 유사)이면 양, 볼록거울(오목렌즈와 유사)이면 음이라는 것을 알았다.
5. 참고문헌
- 경희대학교 광학실험 ; 구면경의 곡률반경 측정
- 실무기하광학 (Milton Katz 저, 범한서적, 2007)
- 기하광학 (홍경희 저, 두양사, 2011)
- 물리의 이해 Site ; 렌즈의 상
(http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/wavelight/wlmain.html)

키워드

구면거울,   구면,   거울,   곡률,   반경,   곡률반경