볼록렌즈 예비

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제목 : 볼록렌즈
목적 : 볼록 렌즈를 통해 물체와 상사이의 거리를 측정하여 초점거리와 렌즈 공식을 이해 한다.
이론
렌즈의 초점거리 , 상과 렌즈 사이의 거리 , 물체와 렌즈사이의 거리 사이의 렌즈 공식에 대해 알아보자. (그림 14-1 참조)
초점은 렌즈 또는 반사거울의 광학적 성질을 결정하는 점이다. 렌즈는 초점이 렌즈 앞에 하나 렌즈 뒤에 하나 이렇게 두개가 있다. 렌즈의 앞과 뒤에 놓인 매질의 종류가 같다면 양 쪽의 초점거리도 같다.
렌즈의 초점을 지나는 빛(focal ray), 중심을 지나는 빛(central ray)과 평행하게 입사하는 빛(parallel ray)에 대해 생각해 보자.
렌즈의 초점을 지나는 빛은 렌즈를 지나 광축에 평행하게 진행한고, 중심을 지나는 빛은 그대로 직진하고, 평행하게 입사하는 빛은 렌즈를 지나 렌즈 뒤 초점을 지난다.
그러므로 볼록렌즈는 물체가 초점 밖이면 실상, 초점 안이면 허상이 된다. 밑에 그림은 물체의 위치에 따른 상의 변화를 보여주는 그림이다.
<물체의 위치에 따른 상의 종류>
그림 14-1을 보고 삼각형의 닮음을 이용하면
그리고 ( : 상의 크기, : 물체의 크기)
을 얻을 수 있다.
위의 식으로부터 렌즈의 공식이 다음과 같이 유도 된다.
또는
그림 14-1 세 가지 기본적인 광선을 이용한 상의 구성
부호는 다음의 렌즈 부호 규약을 따른다.
(1) 빛은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행한다.
(2) 물체거리 는 렌즈면 왼쪽에서 잴 때 양(+)이다.
(3) 이미지 거리 은 렌즈면 오른쪽에서 잴 때 양(+)이다.
(4) 초점거리는 수렴 계에서는 양이고 발산 계에서는 음이다.
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참고 자료

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