구면렌즈-구면수차, 색수차 구멍의 크기와 필드의 깊이

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험방법 및 결과
4. 검토 및 토의/결론

본문내용

1.목적
구면수차, 필드의 깊이, 색수차에 대해 이해하고 크기 조절 가능 구멍을 이용하여 구면수차를 줄이는 방법을 알아본다.

2.이론
구면 렌즈가 아무리 완전하게 만들어졌다고 하더라도 상은 어느 정도 찌그러지게
되는데 수차에 의해 일어나는 현상이며 렌즈가 구면이기 때문에 렌즈를 통과하는 빛들이 각자 조금씩 다른 초점을 맺기 때문에 일어난다. 이것을 구면수차라 하며 이는 렌즈의 모양을 바꿈으로서 (구면에서 포물선으로) 없앨 수 있다. 그러나 이 실험에서 우리가 보는 것 같이 없애는 것 보다 줄이는 것이 더 간단하다는 것을 알게 된다.
색수차는 렌즈의 재질이 빛의 다른 색깔(파장)에 따라 굴절률이 조금씩 다르기 때문에 생긴다. 이러한 이유로 입사되는 백색광은 렌즈에 의해 색이 갈라지고, 다른 색의 상이 약간 다른 위치에 생기게 된다. 색수차는 두 개 또는 여러 개의 다른 재질과 모양으로 만들어진 렌즈들을 조합하여 사용함으로서 교정될 수 있다.

<중 략>

1) 필드의 깊이가 구멍의 크기에 따라 어떻게 변합니까?
- 구멍의 크기가 작아질수록 필드 깊이는 커진다.

2) 왜 필드의 깊이를 무한히 길게 만드는 것이 불가능합니까?
- 무한히 길게 하려면 구멍의 크기가 0이 되어야 하는데 그렇게 되면 빛이 통과하지를 못한다.

구멍의 크기를 매우 작게(1mm 보다 작게)하고 광학 부품 고정대에서 렌즈를 치운다.

3) 아직도 십자 화살 표적의 상이 스크린에 있습니까?
- 상은 맺히지만 매우 흐릿하게 보인다.

4) 구멍의 크기의 변화가 상의 초점에 어떠한 영향을 줍니까?
- 구멍의 크기가 크면 심도의 길이가 짧아지고 작으면 심도의 길이가 길어진다.

5) 구멍과 스크린 사이의 거리가 상의 배율에 어떠한 영향을 줍니까?
- 거리가 클수록 상의 배율이 커진다.

참고 자료

기초광학실험 (북스힐)