2-9. 얇은 렌즈와 곡면거울의 초점거리 측정
 
   1. 실험목적    2. 원 리

   (1) 부호의 정의
 

얇은 렌즈의 경우
거울의 경우
 원상의 위치가 렌즈의 왼쪽:  + 
 상의 위치가 렌즈의 오른쪽:  + 
 상의 위치가 광축의 위쪽:    + 
 볼록렌즈의 초점거리 :       +		  원상의 위치가 거울면의 왼쪽:  + 
 상의 위치가 거울면의 왼쪽:    + 
 상의 위치가 광축의 위쪽:      + 
 오목거울의 초점거리:          +

   (2) 렌즈의 반정식

1/di+1/do=1/f
m=di/do
   (3) 거울의 방정식    (4) 수 차
 

[그림1] 렌즈의 색수차

[그림2] 렌즈의 구면수차
 렌즈의 축상에서 가까운 근축광선의 경우에는 간단한 식으로부터 비교적 정확한 초점거리를 구할 수 있다. 그러나, 비근축광선은 렌즈에서 굴절한후 동일한 점에서 만나지 않는다. 이 때문에 상이 선명하게 생기지 않고 흐려지는 현상을 수차(aberration)라고 한다. 

① 색수차(chromatic aberration) 

거울에서는 없고 렌즈에서만 나타나는 중요한 수차로서 파장에 따라 렌즈의 굴절률이 다르기 때문에 생기는 수차이다. 

② 구면수차(sphrical aberration) 

빛이 렌즈에 입사할 때 상이 한 점으로 수렴하기 위한 이상적인 렌즈 표면모양은 포물선의 방정식을 만족한다. 그러므로 구면렌즈를 사용할 경우에는 상이 정확히 한 점으로 맺히지 않는다.

[참고] 색수차와 그외 다른 수차들은 단일렌즈 대신에 렌즈들을 조합시킴으로 부분적으로 보정될 수 있다.  예를들면 주어진 초점거리의 단일렌즈보다 적은 색수차를 갖는 수렴렌즈계를 만들기위해서 보다 큰 초점거리를 가진 +렌즈와 -렌즈를 함께 사용한다.

   3. 기구 및 장치

   4. 실험순서

   (1) 볼록렌즈의 초점거리 측정


[그림3] 볼록렌즈의 초점거리 측정

[그림4] 볼록,오목렌즈의 초점거리 측정

 

                   img1.gif 표

   (2) 오목렌즈의 초점거리 측정

   (3) 오목거울의 초점거리 측정

[그림5] 오목거울의 초점거리 측정
   (4) 수 차

[그림6] 색수차 실험

[그림7] 구면수차 실험
   5. 참 고
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