렌즈

소개글

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목차

1. 실험목적

2. 실험이론
A. 스넬의 법칙
B. 스넬의 법칙 증명 – 페르마의 원리
C. 구면의 굴절 방정식
D. 볼록렌즈의 초점거리
E. 켤레 상 맺음
F. 오토 콜리메이션 (Auto collimation)
G.오목렌즈의 초점거리
H. 렌즈의 조합
I. 수차
J. 구면수차
K. 비점수차
L. 코마
M. 색수차

3. 실험기구 및 재료

4. 실험방법
(1)-1 볼록렌즈의 초점거리 결정 – 렌즈의 법칙 이용
(1)-2 볼록렌즈의 초점거리 결정 – Auto collimation 법 이용
(2) 오목렌즈의 초점거리 결정
(3) 렌즈의 조합
(4) 구면 수차
(5) 색 수차
(6) 코마와 비점수차

5. 실험결과
(1)볼록렌즈의 초점거리 결정
(2) 오목렌즈의 초점거리 결정
(3) 렌즈의 조합
(4) 구면 수차
(6) 코마와 비점수차

6. 결론 및 검토

7. 질문 및 토의

8. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
렌즈를 이용한 여러 가지 실험을 통해서 렌즈 실험에 필요한 이론을 익히고 직접 실험한 값과 비교해봄으로써 렌즈에서 나타나는 다양한 현상을 이해한다.

2. 실험이론
A. 스넬의 법칙
스넬의 법칙은 스넬에 의해 실험적으로 증명된 식이며 이를 이용하면 빛이 매질에 따라 어떻게 진행하는지 대략적으로 알 수 있다.

B. 스넬의 법칙 증명 – 페르마의 원리
페르마의 원리를 이용하면 빛은 가장 효율적인 경로를 선택한다는 원리로 스넬의 법칙을 증명할 수 있다. 이때 가장 효율적인 경로는 빛의 이동 시간이 가장 짧은 경우를 말한다. 따라서 그림2의 경우에는 빛의 연장선을 그어 길이가 제일 짧은 경로인 ADB가 제일 효율적인 경로가 된다. 그림3 빛의 굴절의 경우에는 매질마다 빛의 속도가 달라져 제일 효율적인 경로가 AOB이며 이는 증명을 통해서도 확인할 수 있다.

<중 략>

3. 실험기구 및 재료
할로겐 램프, 헬륨 네온 레이저, 핀홀, 렌즈 지지대, 일자 및 격자 스크린, 구면 수차 판, 레일, 거울, 색 필름
4. 실험방법
(1)-1 볼록렌즈의 초점거리 결정 – 렌즈의 법칙 이용
1) 광원은 레일의 끝에, 바로 앞에 물체를 설치하고 볼록렌즈 (+50, +100, +150)로 스크린에 상이 선명하게 맺히도록 한다.
2) 렌즈로부터 상과 물체와의 거리를 측정하고 초점거리 f를 구한다.
3) 렌즈와 물체 사이의 거리를 바꾸어 가면서 렌즈와 상 사이의 거리를 반복해서 측정하고 각각에 대하여 초점거리를 계산한다.
4) 켤레 상 맺음 방식을 이용해 렌즈의 초점거리를 측정해보고 앞에서 구한 값과 비교해본다.

(1)-2 볼록렌즈의 초점거리 결정 – Auto collimation 법 이용
1) 레일 위에 레이저와 핀홀, 볼록렌즈 (+50, +100, +150), 거울을 일직선으로 잘 정렬한다.
2) 거울을 레이저 비과 수직하게 두지 않고 핀홀 옆에 상이 맺힐 수 있도록 거울의 각도를 조정한다.

참고 자료

Introduction to Optics, 3th , Frank L. Pedrotti, Pearson Education, 2006
광학, 5th, Euhene hecht, 조재홍ㆍ김규욱ㆍ황인각 옮김, 자유아카데미, 2018
http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Optics/Refraction/text/Lenses_foca l_length_measurement/index.html
https://www.bioopticsworld.com/articles/print/volume-6/issue-4/features/3d- optical-imaging-single-molecule-localization-microscopy-extreme-precision-in-3d-adaptive-optics-boosts-super-resolution-microscopy.html