얇은 렌즈와 거울의 초점거리

제목:얇은 렌즈와 거울의 초점거리

1.제목
얇은 렌즈와 거울의 초점거리 측정

2.날짜

3.목적
렌즈나 거울에 의해 변화되는 상의 위치 및 크기를 측정하여 각각의 성질을 이해한다.

4.실험원리
(1)부호의 정의
얇은 렌즈의 경우 거울의 경우
원상의 위치가 렌즈의 왼쪽 : + 원상의 위치가 거울면의 왼쪽 : +
원상의 위치가 렌즈의 오른쪽 : + 상의 위치가 거울면의 오른쪽 : +
상의 위치가 광축의 위쪽 : + 오목거울의 초점거리 : +
볼록렌즈의 초점거리 : + 상의 위치가 광축의 위쪽 : +
(2)렌즈의 방정식
페르마의 정리에 따라서
또 배율은 다음과 같다.
여기서 상이 무한대의 거리에 있는 경우 d0가 무한대가 되어 di가 바로 초점거리와 일치하게 된다.
(3)거울의 방정식
구면거울도 같은 원리로 다음과 같다.
또 배율도 같다.

(4)수차
렌즈의 축상에서 먼 비근축광선은 렌즈에서 굴절한 후 한 점에서 만나지 않는다. 이 때문에 색수차와 구면수차가 발생한다.
(a)색수차
빛의 색(파장)에 따른 굴절율의 차이때문에 생기는 편차.

(b)구면수차

빛이 렌즈에 입사할 때 상이 한 점에 모이기 위해서 만든 렌즈는 포물선의 방정식을 만족한다. 따라서 구면 렌즈나 거울로는 상이 한 점에 모이게 할 수 없다.

5.실험방법
(1)볼록렌즈의 초점거리
①아래 그림처럼 설치한다.

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