렌즈에 의한 빛의 굴절
- Refraction of Light by Lens
볼록 렌즈와 오목렌즈의 특징에 대해 알아 보세요.
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- 오목렌즈
- 투영된 상은 언제나 허상이고, 물체와 같은 모양으로 서있고, 또한 실물보다 작게 보입니다.
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- 볼록렌즈
- 볼록렌즈는 물체가 볼록렌즈의 초점 안쪽에 있는가 그렇지 않은가에 따라 큰 차이를 보입니다.
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- 물체가 렌즈의 초점 안에 있을 경우
물체는 실물보다 확대되어 보입니다. 그리고 항상 똑바로 서있습니다.
- 물체가 렌즈의 초점 밖에 있을 경우
렌즈와의 거리에 따라 확대되거나 축소되어 보입니다. 그리고 항상 뒤집혀 있습니다. |
맺힌 상의 거리 구하기
물체의 렌즈로부터의 거리 p, 상의 렌즈로부터의 거리 i, 렌즈의 초점거리 f사이에는 다음과 같은 간단한 공식이 성립합니다.
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p: 렌즈에서 물체까지의 거리
i: 렌즈에서 상까지의 거리
f: 초점 거리
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- 오목렌즈의 경우
- p > 0: 실물체
- i < 0: 허상 (V쪽)
- f < 0: 허초점 (V쪽)
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- 볼록렌즈의 경우
- p > 0: 실물체
- i = ?: 상황에 따라 다르다.
- p < f 인 경우: i < 0 (정립 허상)
- p = f 인 경우: i 값을 구할 수 없다.
- p > f 인 경우: i < 0 (도립 실상)
- f > 0: 실초점 (R쪽)
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위 표에서 볼 수 있듯이, 음수에 대한 표현에 주의할 필요가 있습니다.
부호에 관한 규칙은 곡면거울에 있어서의 부호 법칙과 같습니다. 즉, 실상(R쪽)에는 양수를, 허상(V쪽)에는 음수를 씁니다.
렌즈에 있어서 주의할 것은 물체의 거리 P는 물체가 V쪽에 있음에도 불구하고 양수라야 한다는 점입니다.
광선 추적법
어느 두 광선의 경로를 추적하면 맺힐 상을 찾아낼 수 있습니다.
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원래 중심축에 평행한 광선은 굴절 후 초점을 지납니다.
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- 거꾸로 생각하면, 초점을 통과한 후 렌즈에 입사한 광선은 렌즈를 지난 후 중심축에 평행하게 진행해 나갑니다.
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렌즈의 중심을 향해 입사한 광선은 경로의 변화 없이 진행합니다.
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배율 구하기
렌즈에 맺힌 상의 크기 비율도 구할 수 있습니다.
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m: 배율
i: 렌즈에서 상까지의 거리
p: 렌즈에서 물체까지의 거리
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m > 0: 상은 똑바로 서 있다.
m < 0: 상은 뒤집혀 서 있다.
|m| > 1: 상은 확대되어 있다.
|m| < 1: 상은 축소되어 있다. |
곡면거울의 경우와 별 차이가 없습니다.
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