볼록렌즈를 이용한 상과 확대율 초점거리 실험

소개

볼록렌즈를 이용하여 빛의 굴절을 관찰하고 확대율을 계산하는 실험입니다.
초점거리를 구하는 공식과 계산값, 볼록렌즈로 인한 관찰 사진등이 포함되어 있습니다.
논문형식으로 작성되었습니다.

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 실 험
Ⅲ. 결과 및 고찰
Ⅳ. 결 론
REFERENCE

본문내용

볼록렌즈를 통해 물체의 상을 얻을 때, 물체와 렌즈 사이의 거리에 따른 상의 이미지 변화와 그 거리의 한계, 그리고 초점거리와의 상관관계에 대해 실험하였다. 초점거리 75mm의 볼록렌즈를 사용하였으며, 렌즈와 물체 사이의 거리를 변화시키면서 초점이 맞는 상을 관측하였다. 상은 거리에 상관없이 도립상이 관찰되었으며, 물체와의 거리가 감소할수록 상이 확대되었다. 또한 관측한 모든 데이터 값을 비교한 결과 물체와 렌즈 사이의 거리의 역수 값과 렌즈와 상 사이의 거리의 역수 값을 더하면 초점거리의 역수 값으로 일정하게 나온다는 사실 또한 알 수 있었다. 그러나 그 거리가 초점거리인 75mm에 가까워 질수록 초점이 맞는 상을 찾을 수 없었다. 실험결과와 식을 통해 알아본 결과, 물체와 렌즈 사이의 거리와 렌즈와 상 사이의 거리가 각각 초점거리가 될 경우, 다른 하나의 값이 무한대가 됨을 알 수 있었다. 그런데 물체가 렌즈로부터 초점거리 이내에 들어가면 viewing screen에 나타나지 않는 정립상의 허상을 얻게 된다. 이 허상을 렌즈를 중심으로 물체와 같은 쪽에 위치하며 매우 확대율이 매우 높다. 우리는 볼록렌즈의 이러한 특성을 이용하여 돋보기 등에 사용할 수 있다.
Keywords : 초점거리, 도립상, 확대율

<중 략>

d0 를 여러 가지 값으로 취했을 때 얻은 데이터와 Fundamental Lens Equation을 통해 얻은 초점거리를 원래의 값인 75mm와 비교해보면 거의 비슷한 값이 나온다. 마찬가지로 데이터와 Fundamental Lens Equation을 통해 얻은 확대율도 비슷한 값이 나온다.
데이터를 이용해 계산한 초점거리는 평균 약 75.318mm이며, 이것은 실제 초점거리인 75mm와 약 0.4225%의 차이가 난다. 이렇게 오차가 발생하는 이유는 관찰을 할 때 상의 초점이 맞는다는 것이 주관적이며, 그 때의 상이 흐릿하기 때문에 상의 크기를 정확하게 잴 수 없고, 측정할 수 있는 단위가 mm이므로 그 이하의 거리 역시 정확하게 측정할 수 없기 때문이다.

참고자료

· http://cafe.naver.com/hongt2012/2473
· Intro. Optics Sys., PASCO scientific, p.19-20 (1990)