목차
1. 실험목적
2. 배경이론
3. 핵심이론 및 원리
4. 실험장치 및 방법
5. 참고문헌
2. 배경이론
3. 핵심이론 및 원리
4. 실험장치 및 방법
5. 참고문헌
본문내용
[그림 2]는 5가닥의 평행사광선이 입사한 경우의 굴절 모습이다. 단일 구면에서 구결상과 자오상거리를 나타내는 식은 다음과 같다. 참고문헌 : Francis A. Jaenkins & Harvey E. White, 기초광학, 1976)
위 식에서 I와 i'은 각각 주광선의 입사각과 굴절각이고, r은 구면의 곡률반경이며, s와 그리고 은 각각 주광선을 따라 측정한 물점거리, 자오상거리, 구결상거리이다.
만일 구경조리개가 렌즈의 정중앙에 붙어있는 경우 구결상과 자오상의 위치는 다음 식과 같이 변한다.
,
3-6. 상면 만곡 수차
√ 상면의 만곡 : 선명한 상 또는 최상의 상이 맺는 면이 구부러져 있음을 뜻하는 수차이다.
√ 페츠발 면 : 렌즈가 정해지면 정해지는 면으로 이상적인 상면과 페츠발 면과의거리차이를 상면 만곡 수차라고 한다.
3-7. 왜곡 수차
상의 왜곡은 결상 배율이 입사 광선의 경사(입사각의 크기)를 가지고 바뀌는 광선 수차이다. 왜곡의 결과는 직선이 결상에서는 구부러져서 나타난다.
3-8. 색수차
광원이 넓은 분광띠폭을 갖는 복색인 빛에서 생기는 색수차는 매우 중요하며 얇은렌즈 방정식인 에서 굴절률에 따라서 파장에 의존하기 때문에 초점거리도 파장에 따라 변한다. 즉, n은 가시광선영역에서 파장에 따라 감소하므로 초점거리는 파장에 따라 증가하며, 보라색에서 빨간색까지의 색깔에 대응하는 두 개의 초점 사이의 축상 거리를 종색수차라고 한다.
예를 들어, 촛불같은 복색 점광원은 렌즈를 통해 관측면에서 보면 후광에 의해 쌓인 실상이 된다. 관측면이 렌즈 가까이 움직이면 희미한 상의 테두리가 오렌지-빨강색으로 물들고 반대로 관측면이 렌즈로부터 멀어지면 가장 좋은 상이 생기면서 파랑-보라색으로 물들게 보인다.
다음으로 광축을 벗어난 점은 파장에 따라 광축 위에 다른 높이의 상을 맺는다. 파장에 따라 초점거리가 변하면 횡배율 또한 변하게 된다. 두 개의 극단적인 상점 사이의 수직거리는 횡색수차라고 한다.
이러한 색수차를 제거하기 위한 방법으로는 얇은 색지움 이중렌즈와 분리된 색지움 이중렌즈 등이 있다.
4. 실험장치 및 방법
- 매뉴얼을 참고하여 실험에 임하면 되므로 설명은 생략하도록 하겠다.
5. 참고문헌
§ 기초광학 (윤재선, 두양사, 2002년)
§ 광학의 기초 (한국광학회 대구경북지회 편, 두양사, 2003년)
§ 배우기 좋은 기하광학 (윤석현, 현문사)
§ 광학 (이용산 지음, 청문각, 2006년)
위 식에서 I와 i'은 각각 주광선의 입사각과 굴절각이고, r은 구면의 곡률반경이며, s와 그리고 은 각각 주광선을 따라 측정한 물점거리, 자오상거리, 구결상거리이다.
만일 구경조리개가 렌즈의 정중앙에 붙어있는 경우 구결상과 자오상의 위치는 다음 식과 같이 변한다.
,
3-6. 상면 만곡 수차
√ 상면의 만곡 : 선명한 상 또는 최상의 상이 맺는 면이 구부러져 있음을 뜻하는 수차이다.
√ 페츠발 면 : 렌즈가 정해지면 정해지는 면으로 이상적인 상면과 페츠발 면과의거리차이를 상면 만곡 수차라고 한다.
3-7. 왜곡 수차
상의 왜곡은 결상 배율이 입사 광선의 경사(입사각의 크기)를 가지고 바뀌는 광선 수차이다. 왜곡의 결과는 직선이 결상에서는 구부러져서 나타난다.
3-8. 색수차
광원이 넓은 분광띠폭을 갖는 복색인 빛에서 생기는 색수차는 매우 중요하며 얇은렌즈 방정식인 에서 굴절률에 따라서 파장에 의존하기 때문에 초점거리도 파장에 따라 변한다. 즉, n은 가시광선영역에서 파장에 따라 감소하므로 초점거리는 파장에 따라 증가하며, 보라색에서 빨간색까지의 색깔에 대응하는 두 개의 초점 사이의 축상 거리를 종색수차라고 한다.
예를 들어, 촛불같은 복색 점광원은 렌즈를 통해 관측면에서 보면 후광에 의해 쌓인 실상이 된다. 관측면이 렌즈 가까이 움직이면 희미한 상의 테두리가 오렌지-빨강색으로 물들고 반대로 관측면이 렌즈로부터 멀어지면 가장 좋은 상이 생기면서 파랑-보라색으로 물들게 보인다.
다음으로 광축을 벗어난 점은 파장에 따라 광축 위에 다른 높이의 상을 맺는다. 파장에 따라 초점거리가 변하면 횡배율 또한 변하게 된다. 두 개의 극단적인 상점 사이의 수직거리는 횡색수차라고 한다.
이러한 색수차를 제거하기 위한 방법으로는 얇은 색지움 이중렌즈와 분리된 색지움 이중렌즈 등이 있다.
4. 실험장치 및 방법
- 매뉴얼을 참고하여 실험에 임하면 되므로 설명은 생략하도록 하겠다.
5. 참고문헌
§ 기초광학 (윤재선, 두양사, 2002년)
§ 광학의 기초 (한국광학회 대구경북지회 편, 두양사, 2003년)
§ 배우기 좋은 기하광학 (윤석현, 현문사)
§ 광학 (이용산 지음, 청문각, 2006년)
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