\(\lambda\nu\) 빛의 파동이론에 의하면 스펙트럼의 색들은 각각 파장 \(\lambda\)와 진동수 \(\nu\)가 다른 값을 갖는다. 빨간색 스펙트럼은 파장이 길어 약 700nm 정도의 파장을 갖으며, 보라색 스펙트럼은 파장이 짧아 약 400nm 정도의 파장을 갖는다. 진공 중에서는 모든 파장의 빛들이 동일한 일정속도 \(C\)로 이동하며 광속 \(C\)는 파장과 진동수의 곱으로 주어진다. \( C = \nu \cdot \lambda = 300,000 \, \text{km/sec} \) 유리나 공기와 같은 매질의 굴절률은 매질 속에서의 광속 \(V\)와 진공 중에서의 광속 \(C\)의 비율과 같다. 그런데 매질 속에서의 광속은 진공 중에서의 광속보다 작다 (\(V < C\)). 따라서 매질의 ..

프리즘은 평면을 갖고 있는 투명물질이거나 유리의 block 형태이다. 가장 일반적인 프리즘은 3각 단면을 갖는 기둥구조이다. 만일 프리즘의 평편한 한 쪽 면 방향으로 빛이 입사된다면, 입사각 \( \theta \) 에 의존하여 변화된 편향 각 \( \delta \) (프리즘에 입사하여 굴절되어 나가는 광선이 나타내는 편향각들의 총계 값) 값을 구하게 된다. 입사각을 변화시켜 측정한 편향각 값들 중에서 최소 크기의 편향각 값을 최소 편향 각 \( \delta_{\text{min}} \)이라 하며, 이는 프리즘 유리 재질의 굴절률 \( n \)과 프리즘 정각(꼭지각) \( A \)에 의존한다. \( \delta_{\text{min}} \)과 \( A \)를 측정하면, 이 변수들의 함수로써 굴절률 \( n \..

평행 매질에서의 광선 경로 창문의 유리판이나 물이 담긴 잔은 평행한 경계들을 갖고 있다. 이런 매질들에서 광선의 경로는 Snell의 법칙을 반복적으로 적용하여 구할 수 있다. 평행 광선이 입사된다고 하고, 아래의 그림을 참고해서 첫 번째 경계에서 입사광선의 입사각과 평면 매질의 굴절률을 각각 \( \alpha_1 \)과 \( n_1 \)이라 하자. 두 번째 경계에서는 숫자를 바꿔 표기한다. 그러면 Snell의 법칙에 의하여 \[ n_j \sin \alpha_j = n_j' \sin \alpha_j' \] 여기서 j는 광선이 통과 하는 경계면들을 나타낸다. 첫 번째 면에서 j =1, \( n_1 \sin \alpha_1 = n_1' \sin \alpha_1' \) 두 번째 면에서 j =2, \( n_2 \..

근축 상 방정식과 굴절 앞 절에서 구한 근축 상 방정식을 반복 적용하면 순차적으로 있는 평행평면 경계에서 굴절에 의하여 만들어지는 점 물체의 근축 상을 구할 수 있다. 광축은 굴절 경계면에 대하여 수직인 직선으로 물체 점 M을 관통한다. 광축은 정점 A에서 표면과 직교되며 상점 M`을 포함한다. 광학적 계산에는 일반적으로 다음과 같은 부호규약을 사용한다: 물체로부터의 빛은 왼쪽에서 시작하여 오른쪽으로 진행한다. 빛이 출발하여 진행한 방향으로 측정된 거리(왼쪽으로부터 오른쪽으로)들은 양의 값으로 쓴다. 빛이 출발하여 진행한 방향과 반대 방향으로 측정된 거리는 음으로 쓴다. 앞의 그림에서 물체거리 u는 A로부터 M까지의 거리로써 \( u = AM \)으로 쓰고 상거리 u'는 A로부터 M'까지의 거리이다. 그..

각이 매우 작을 때는 몇 도로 나타내는 각들의 비율과 각의 sine값의 비율 이나 각의 tangent의 비율은 거의 같다. 근축광선은 면에 세운 법선 근처의 작은 영역 범위 내로 입사되는 광선이다. 근축광선들의 입사각과 굴절각은 작다. 그들의 근축 비율들은 \( \frac{\tan(\alpha)}{\tan(\alpha')} = \frac{\sin(\alpha)}{\sin(\alpha')} = \frac{\alpha}{\alpha'} \) 이다. 각들의 sine 부호를 소거함으로서 근축광선에 대한 Snell의 법칙을 구할 수 있다. \( n \sin(\alpha) = n' \sin(\alpha') \gg n \alpha = n' \alpha' \) \( \frac{\alpha}{\alpha'} = \fra..