안경사 기하광학 빛의 전파, 광학적거리, 축소거리, 버전스

안경사 기하광학의 빛의 전파, 광학적거리, 축소거리, 버전스에 대해 알아보겠습니다.

제1장 빛의 전파

1, 빛의 직진(기하광학의 입장)

 

1) 빛과 물질

㉮ 발광의 유무에 따라 발광체와 비발광체로 구분된다.

발광체: 스스로 빛을 내는 물체이다.

비발광체: 스스로 빛을 내지 못하는 물체이다.

㉯ 광원: 발광체, 비발광체에 관계없이 관측점으로 빛을 내는 것이다.(관측자에게 빛을 보냄)

점광원: 한없이 작은 광원이다.(점광원이 모여 광원이 된다.)

광선: 빛이 지나는 경로를 수학적인 선으로 나타낸것이다.

광선속(광속): 광선들의 집합

 

2) 빛의 성질

㉮ 빛은 같은 등방성매질 속에서 직진한다.

등방성 매질: 밀도가 일정하고, 동질의 매질이다.

 

2. 부호규약

1) 광선은 왼쪽으로부터 굴절면 또는 반사면에 입사하는 것으로 한다.

2) 기준점 또는 기준면을 기준으로 왼쪽(-), 오른쪽(+)이다.

3. 광학적거리

 

1) 굴절률(n) : 진공중의 빛의 속도와 어떤한 매질속의 속도를 상대적 수치이다.

상대적 굴절률= 진공에서의 속력/공기에서의 속력

진공의 굴절률: 1, 공기의 굴절률: 1.0003 

㉮ 빛은 진공속에서 속도가 최대이며, 파장에 관계없이 일정하다. 대략 C= 3 x 10^8m/sec 이다.

㉯ 매질 속에서 파장에 따라 빛의 속도가 다르고, 매질의 종류에 따라 다르다.

㉰ 굴절률(n)은 매질 속의 광속도 V에 대한 진공속의 광속도 C의 비로 정의 된다. n=c/v

㉱ 매질의 굴절률은 빛의 파장에 따라 달라진다. 파장이 짧을수록, 매질 속의 광속도가 느리게 되어서, 굴절률은 커진다.

 

2) 광학적거리(광로장): 빛이 굴절률 n의 매질 속을 s만큼 진행할 때의 소요시간에 빛이 진공 중에서 진행된 거리이다.

X(광학적거리)= C(진공 중의 빛의 속도) x t(소요시간)= C(진공중의 빛의 속도) x s(매질속 빛의 진행거리)/v(매질 중의 빛의 속도)= n(매질) x s(매질 속 빛의 진행거리)

 

3) 축소거리(겉보기깊이): 눈으로 봤을때 보이는 거리

㉮ 공기 중에서 s만큼 떨어진 물체 Q를 관측자의 눈으로 보고 있을 때 s만큼의 중간 공간 위치에 굴절률 n의 매질로 채워 넣으면 물체Q의 상Q'는 s'거리의 위치에 보인다.

㉯ n(공기)s=n's', 즉 공기의 굴절률은 약1이므로 s=n's'이 되어 s'=s/n'이 된다.

안경사 기하광학 p31

4. Vergence(버젼스)

1) 일정 위치에 있어서의 파면을 기준으로 유효광선속이 광원으로부터 발산, 수렴점으로 수렴하는 정도이다.

2) 발산: 점광원으로부터 퍼져 나가는 현상

3) 발산광선속:: 점광원으로 퍼져 나가는 광선속

4) 수렴(수속): 빛이 한 곳으로 모이는 현상

5) 수렴광선속: 빛이 한곳으로 모여드는 광선속

㉮ 파면이 발산광선속에서는 광선의 출발점인 점광원을 향해서 오목하다.

㉯ 파면이 수렴광선속에서는 광선들이 모이는 점을 향해서 오목하다.

㉰ 버전스는 거리의 역수로 표시 할 수 있다. 즉, D'(버전스)= n(굴절률)/s(거리)

㉱ 버전스의 단위는 디옵터(D, Diopter)라고 한다.

㉲ 공기에서는 굴절률이 1이여서 거리의 역수(1/m)로 표현한다.

 

 

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