36. 상의 형성, Image formation 학번: 이름: 수업 중 필기, 수업 종료 후 제출. 학번: 이름: 수업 중 필기, 수업 종료 후 제출. 광선이 평면이나 곡면을 만날 때 생기는 상에 대해서 공부 거울, 렌즈 Ray approximaton과 빛의 직진성  기하광학 간섭과 회절은 파동광학

36.1 평면 거울에 의한 상 상은 광선들이 실제로 발산하는 점 또는 광선들이 발산하는 것처럼 보이는 점에 생긴다. P: object distance 물체거리 q: image distance 상거리 실상: virtual image, 실지로 빛이 지나가는 곳에 생김 허상: virtual image, 빛이 상이 맺히는 지점인 상점에서 발산하는 것처럼 보인다. 평면거울은 항상 정립실상 (배율은 1

평면거울에서 물체의 크기와 상의 크기가 같다. Lateral magnification(길이 배율, M)의 정의는 𝑀≡ 상의 크기 물체의 크기 = ℎ ′ ℎ

36.2 구면 거울(Spherical mirror)에 의한 상; 오목거울concave mirror V :첨점 (verxtex) 주축이 거울과 만나는 점 R: 곡률반경 C: 구면의 중심 O: object I: Image 가정: 빛이 거울에서 반사하는 부분에서 주축간의 거리가 R보다 아주 작다. 근축광선, paraxial ray

구면수차 spherical aberration 가정: 빛이 거울에서 반사하는 부분에서 주축간의 거리가 R보다 아주 작다. 근축광선, paraxial ray 구면수차: 예를 들어서 O점에서 수직으로 위 아래로 간 빛들은 어디로 갈까? 포물면경??

구면수차: tri color beam의 모임 근축(축에 가까운)인 적,청,록색의 빛이 주축에 평행하게 오면 반드시 초점(F=C/2)을 지난다?? 예를 들어서 주축에서 R인 거리로 빛이 들어오면 거울에 접하기 때문에 그냥 평행하게 할 것이고 R보다 조금 낮으면 거울에 여러 번 반사될 것이다.

거울방정식 유도 에서 첨점V로 가는 빛은 입사각 반사각이 같은 경로 에서 중심C를 지나가는 빛은 거울에 수직입사를 하므로 그대로 튀어나옴 두 빛이 반나는 곳 (V점으로부터 q 떨어진 곳)에 상이 형성된다.

노란색 큰 삼각형에서 𝑡𝑎𝑛𝜃=ℎ/𝑝, 파란색 삼각형에서 𝑡𝑎𝑛𝜃=− ℎ ′ 𝑞 , 배율은 𝑀= ℎ ′ ℎ =− 𝑞 𝑝 초록색 직각 삼각형에서 𝑡𝑎𝑛𝛼= 𝑝 𝑝−𝑅 , 작은 노란색 삼각형에서 𝑡𝑎𝑛𝛼=− ℎ ′ 𝑅−𝑞 따라서 ℎ ′ ℎ =− 𝑅−𝑞 𝑝−𝑅 (=− 𝑞 𝑝 )  1 𝑝 + 1 𝑞 = 2 𝑅 = 1 𝑓 거울방정식!! 𝑓는 𝑝=∞일 때 상이 맺히는 위치q이다. 𝑓=𝑞(𝑝=∞)

초점의 의미 1 𝑝 + 1 𝑞 = 2 𝑅 = 1 𝑓 거울방정식!! 𝑓는 𝑝=∞일 때 상이 맺히는 위치 𝑞 이다. 𝑓=𝑞(𝑝=∞) 거울의 초점은 거울의 재질과 무관하게 일정하다

볼록거울 (convex mirror) 구면 볼록 거울에 의한 상은 항상 정립허상 (빛이 실제로 지나가지 않는 곳에 상이 맺힘) 그리고 항상 축소. <광선작도> 1) 주축에 평행한 광선 (𝑝=∞)은 반사되어 초점을 지나는 경로를 따른다. 2) 초점을 지나는 광선은 주축과 평행하게 반사된다. 3) 곡률중심 C를 지나는 광선은 반사후 그대로 돌아간다.

3가지 경우의 상 오목거울의 경우 P>C P<f 볼록거울의 경우

36.3 굴절에 의한 상 (빛이 굴절률 물질에서 실지로 이동) 36.3 굴절에 의한 상 (빛이 굴절률 물질에서 실지로 이동) 구면에서 굴절에 의해 생기는 상

통과 굴절면에 대한 상 거리와 물체 거리의 관계 d<< R, p, q인 영역의 근사

통과 굴절면에 대한 부호 규약

N2가 공기, N1이 물이면 평평한 굴절면 평면 굴절 면에 의해 생기는 상은 물체와 동일한 쪽에 생긴다. 깊이 p에 있는 물고기가 깊이 q에 있는 것처럼 보인다.

평평한 굴절면 깊이 p에 있는 물고기가 깊이 q에 있는 것처럼 보인다. 반대로 물고기가 보기에는 사람이 더 멀리 보인다. 예제 36.3 수정 공 내부 보기 역시 공이 더 얕은 곳에 파 묻힌 것처럼 보인다.

36.4 얇은 렌즈 Fresnel Lens 프레넬 렌즈 =두껍지 않으면서도 강력 (지갑의 렌즈를 보여준다.)

36.5 렌즈의 수차 Aberration 광선이 한점에 집속되지 않아서 상이 흐려짐 구면 수차 Spherical Aberration 주축에 먼 광선의 더 빨리 모인다. 조리개를 줄이면 주축에 가까운 광선만 통과되어서 또렷한 상이 만들어지지만 노출시간이 길어야 충분한 광량이 들어온다. 포물면 거울은 수차가 없지만 너무 비싸다. 삼성반도체나 천체망원경에 사용

색수차 Chromatic aberration색수차 물질내에서 빛의 속도가 틀려서.. 𝑛=𝑛(𝑓) 그림에서 틀린 부분 찾아라… 반사에서는 색수차가 없다.

36.6 사진기 디지털 사진기의 단면도 CCD: charge coupled device

거울에 비친 상

오목, 볼록 거울에 대한 부호

거울에 대한 광선도표

예제 36.2 볼록 거울에 의한 상

36.4 얇은 렌즈 렌즈에 의해 생기는 상

얇은 렌즈

a) 수렴렌즈, b) 발산렌즈

얇은 렌즈에 대해 p와 q의 부호를 결정하기 위한 도표

렌즈의 여러가지 모양 -수렴렌즈 발산렌즈

얇은 렌즈에 대한 부호 규약

렌즈에 의해 생기는 상 찾기- 물체의 끝점에서 시작해 세 광선을 그린다

예제 36.5 수렴렌즈에 의해 생기는 상

예제 36.6 발산 렌즈에 의해 생기는 상

예제 36.7 최종 상ㅇ\은어디에?

36.7 눈 눈의 중요 부분

사람의 각막을 찍은 근접 사진

세 종류의 원추세포의 근사적 색감도

원시- 수렴렌즈를 이용하여 교정

근시- 발산 렌즈를 이용하여 교정

36.8 확대경 각 폭에 따른 망막에 맺히는 상의크기

각 배율은 각폭과 렌즈없이 물체가 근점에 있는 경우의 각푝의 비로 정의된다.

36.9 복합 현미경 대안 렌즈의 각 배율

36.10 망원경 굴절망원경

반사망원경

연습문제