광학실험 - Optics원리의 이해

광학실험 - Optics원리의 이해

1. 실험목적
렌즈의 법칙과 렌즈의 조합에 대한 개념을 실험적으로 이해하고, 이를 통해서 microscope의 동작원리를 이해한다.

2. 이론
(1) 얇은 렌즈 공식

1) 렌즈의 상 작도법
① 렌즈 축에 평행하게 입사한 빛은 굴절후 초점을 지나거나(볼록렌즈) 초점에서 나온 빛처럼 진행한다.(오목렌즈)
② 렌즈 중심을 지나는 빛은 직진한다.
③ 렌즈의 초점을 지나는 빛(볼록렌즈), 초점을 향하여 진행한 빛(오목렌즈)은 굴절 후 광축에 평행하게 나간다.
2) 얇은 렌즈 공식

렌즈의 초점거리를 f, 상과 렌즈 사이의 거리를 b , 물체와 렌즈 사이의 거리를 a라 하자. 삼각형의 닮음을 이용하면,
,
위의 식을 조합하면 얇은 렌즈의 공식이 다음과 같이 유도된다.

(2) 얇은 렌즈의 조합
만약 두개의 렌즈가 상을 형성하는데 이용된다면, 그 계는 다음과 같은 방식으로 취급할 수 있다. 먼저, 첫 번째 렌즈의 상을 마치 두 번째 렌즈가 없는 것처럼 취급한다. 그러면 빛은 첫 번째 렌즈에 의해 형성된 상으로부터 오는 것처럼 두 번째 렌즈에 접근한다. 따라서 첫 번째 렌즈의 상은 두 번째 렌즈의 물체로 취급된다. 두 번째 렌즈에 의한 상이 최종적인 상이다. 만약 첫 번째 렌즈의 상이 두 번째 렌즈의 뒤 쪽에 놓이면, 그상은 두 번째 렌즈에 대한 허물체로 취급된다. 같은 절차로 세 개 또는 더 많은 렌즈의 계로 확장시킬 수 있다. 얇은 렌즈계의 전체 배율은 각 렌즈의 배율의 곱과 같다.

조합: 물체 → 실상:허물체 → 실상
물체 → 실상:실물체 → 실상
물체 → 허상:실물체 → 허상
물체 → 실상:실물체 → 허상(망원경, 현미경)

3. 실험장치
Connecting cord
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