대학교 광학 수업에서 수차의 시범 개발 (Development of a Method to Demonstrate Aberrations in a University Optics Class)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 66권 / 4호 / 441 ~ 447페이지
· 저자명 : 이봉우

초록

본 연구의 목적은 대학교 광학 수업에서 수차 내용의 시범방법을 개발하는 것이다. 대학교 광학 교재에는 구면수차, 코마, 비점수차, 상면만곡, 왜곡수차, 색수차 등 6가지의 수차를 다루고 있다. 이 연구에서는 6가지 수차를 시각적으로 보여주는 시범방법을 제시하였다. 주요 시범방법과 특징을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 구면수차는 렌즈의 안쪽과 바깥쪽을 가리는 마스크를 활용한 방법을 제시하였고, 코마는 사입사된 광선에 의한 코마를 관찰하게 하였다. 비점수차는 바퀴살 모양의 광원에 의한 상을 자오상면과 적도상면에서 관찰하게 하였으며, 상면만곡은 휘어진 스크린으로, 왜곡수차는 격자무늬광원과 격자스크린을 활용하였다. 또한 색수차는 붉은색과 푸른색 점물체에 의한 상의 모습차이를 관찰하게 하였다. 둘째, 본 연구에서 사용한 기구는 생활 주변에서 쉽게 구할 수 있는 것으로 하였다. 특히 광원으로는 스마트폰의 플래시, 컴퓨터 모니터 화면, 형광등 등을 사용하였다. 추가적으로 제시한 시범방법의 활용 방안을 논의하였다.

영어초록

The purpose of this study is to develop a method to demonstrate aberration in a university optics class. The university optics textbook addresses spherical aberration, coma, astigmatism, curvature of field, distortion and chromatic aberration. In this paper, methods to demonstrate these six aberrations visually are presented. The major characteristics of these demonstrations are as follow: First, two masks that block the inner or the outer part of the lens are used in order to show spherical aberration. Coma is seen with light obliquely incident on the lens. Astigmatism can be observed by using an image of a spoke-shaped object in the tangential focal plane and the sagittal focal plane. A curved mask can be used to demonstrate curvature of field, and a grid object and a grid screen can be used to demonstrate distortion. Chromatic aberration can be observed by using images of a red point and a blue point. Second, materials used in everyday life can be used for these demonstration. Especially, a smart-phone flashlight, computer monitor and fluorescent lamp can be used as light sources. Additionally, plans for the demonstrations of there aberrations are presented.

참고자료

· 없음