렌즈의 수차측정 : 모든 광경로들이 주어진 광학계에서 초점에 정확히 수렴하지 못하고 나타나는 현상인 수차에 대해 실험을 통해 종류와 현상을 확인하고 각 수차마다 보정이 어떻게 되는지 실험을 통해 알아본다

소개글

렌즈의 수차측정 : 모든 광경로들이 주어진 광학계에서 초점에 정확히 수렴하지 못하고 나타나는 현상인 수차에 대해 실험을 통해 종류와 현상을 확인하고 각 수차마다 보정이 어떻게 되는지 실험을 통해 알아본다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험방법

본문내용

사용하여 상면만곡을 제거 했다면,
이 된다. 이것을 페츠발 조건이라고 한다.
⑤왜곡수차
이제까지의 수차는 모두 화상의 초점 선명도와 관계가 있지만, 왜곡은 화상의 전체적인 모양과 관련이 있다. 왜곡은 보통, 이상적인 상의 위치를 벗어난 거리에 대한 이상적인 상의 높이의 백분율로 표현된다. 왜곡은 피사체의 정확한 상과 같지 않은 Pincushion(실패형)이나 Barrel(원통형) 효과를 보여준다. 일반적으로 줌렌즈는 가장 짧은 초점길이(최대 광각점)일 때 음의(원통형) 왜곡을 보이며, 가장 긴 초점길이(최대 망원점)일 때 양의(실패형) 왜곡을 보인다.
이상적 높이와 상 높이의 차이, 비선형적 변화를 나타내는 수차로서 보통 왜곡수차는 백분율로 표시된다.
여기에서 Y는 주어진 광경로 경사각 -에 대해서 물체가 Y의 크기로 맺혀져야 하지만 실제로는 Y\'로 맺혀졌다고 가정했을 때 우리는 상의 일그러짐의 정도를 식 V로 표시된다.
*보정방법
-수차를 제거하기 위해서는 전체영역에 대하여 일정한 횡배율을 가져야 한다.
-대칭인 두렌즈 사이에 조리개를 넣음으로써 비점수차와 왜곡수차를 서로 상쇄시켜 보정한다.
⑥색수차
파장에 따라서 굴절률이 다르기 때문에 나타나는 수차로 파장이 짧을수록 굴절률이 높다. 광축상에서 파장별 상위치 차이를 종색수차라 하고 광축에 수직한 방향의 파장별 상크기 차이를 횡색수차라 한다.
*보정방법
-굴절률이 다른 여러매의 렌즈를 조합하여 색수차를 제거한다.
실험방법
구면수차
① 아래 그림과 같이 실험장치를 한다.
(이때 광축을 맞추는 것이 중요하다.)
①우선 광원과 스크린 사이에 청색필터, 평행렌즈, 구면수차판, 검사렌즈, 스크린 순서로 설치한다.
②렌즈사이의 거리는 빛의 광량을 조절하기 위해 적절한 초점거리를 생각해 간격을 두고 평행광선이 되도록 평행렌즈를 조절한다.
③평행렌즈 와 검사렌즈 사이에 구면수차판 10Φ를 끼워 초점거리를 기록한다. 그 다음 구면수차가 생기는 것을 관찰하고 사진을 찍는다.
④구면수차판을 30Φ로 바꾸어 초점거리를 기록하고 구면수차가 생기는 것을 관찰하고 사진을 찍는다.
코마
①우선 실험기기를 광원, 청색필터, 평볼록렌즈, 코마수차판, 측정렌즈, 스크린 순으로 설치한다.
②렌즈사이의 거리는 빛의 광량을 조절하기 위해 적절한 초점거리를 생각해 간격을 두고 평행광선이 되도록 평행렌즈를 조절한다.
③렌즈의 각을 좌우로 변화시켜 광축이 흐트러지게 하면서 구면수차에서 코마로 변해 가는 과정을 살펴본다.
④코마가 생기는 것을 확인 후 사진을 찍는다.
※실험 시 주의※
- 색필터를 설치하는 것은 색수차를 없애고 측정하기 위해서이다.
- 일직선의 구멍이 뚫린 코마수차판을 가로로 설치해야 한다. 이는 렌즈의 각을 좌, 우로 변화시킬 수 있기 때문이다.
비점수차
①위의 구면수차의 실험장치를 그대로 사용한다.
②우선 광원과 스크린 사이에 청색필터, 비점수차판, 검사렌즈 순서로 설치한다.
③검사렌즈를 약간 기울여서 설치한다.
④스크린을 앞, 뒤로 움직이며 점광원의 상이 변하는 것을 관찰한 후 사진을 찍는다.
※실험 시 주의※
-이 실험에서 평행광이 필요한 것이 아니라 광축에 비스듬히 입사하기 때문에
평행렌즈는 없다. 검사렌즈의 각을 움직이지 않도록 주의한다.
상면만곡
① 전 슬라이드의 구면수차의 실험장치를 그대로 사용한다.
② 우선 광원과 스크린 사이에 청색필터, 평행렌즈, 상면만곡판, 검사렌즈 순서로 설치한다.
③렌즈사이의 거리는 빛의 광량을 조절하기 위해 적절한 초점거리를 생각해 간격을 두고 평행광선이 되도록 평행렌즈를 조절한다.
④검사렌즈를 좌,우로 기울인 정도에 따라 점광원의 상이 변하는 것을 관측한 후 사진을 찍는다.
⑤그 상이 다시 최소점이 되도록 스크린의 위치를 조절하고 최소거리가 몇인지 관찰한 후 사진을 찍는다.
왜곡수차
①아래 그림과 같이 실험장치를 하였다.
②우선 광원과 스크린 사이에 청색필터, 왜곡수차판, 조리개, 검사렌즈, 스크린 순서로 설치한다.
③광원의 상이 변하는 것을 관측한 후 사진을 찍는다.
④조리개와 왜곡수차판의 위치를 바꾸어 다시 설치한다.
⑤광원의 상이 변하는 것을 관측한 후 사진을 찍는다.
색수차
①우선 광원과 스크린 사이에 적색필터, 검사렌즈, 스크린 순서로 설치한다.
②다시 적색필터 자리에 녹색필터를 설치한 후 스크린을 움직여 광이 최소점에 모이는 ③초점거리를 측정한 후 사진을 찍는다.
④다시 녹색필터 자리에 청색필터를 설치한 후 스크린을 움직여 광이 최소점에 모이는 초점거리를 측정한 후 사진을 찍는다.

키워드

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