빛이 공기 중에 분자와 같은 퍼져 있는 입자에 입사되었을 때 빛의 일부는 흡수되고 그리고 나서 모든 방향으로 재복사한다. 이 과정을 산란이라 한다. 대기에서 햇빛의 산란(즉 햇빛이 대기에 의해 산란된다.)은 파란 하늘, 붉은 빛의 아침여명과 노을 같은 하늘빛의 편광 같은 재미있는 현상을 야기한다. 대기산란에 의해 하늘빛이 편광이 된다. 비편광 빛인 햇빛이 공기분자에 입사하면 빛의 전기장은 분자의 전자들을 진동하게 만든다. 이 진동은 매우 복잡하지만 어찌되었던 분자 내 전자는 가속되어 방송국의 안테나에서 전자를 진동시켜 전자기파를 만들어내는 것처럼 복사한다. 방출된 복사의 세기는 진동에 대해 수직한 선이 가장 강하게 복사된다. 태양빛이 통과하는 방향에 대해 90° 방향으로 관측자가 전하의 진동은 편광방향과..

광의 흡수 에너지준위 E1과 E2를 갖는 원자에 외부에서 진동수 ν의 전자파를 입사시킬 때, 식 (2-2)의 관계가 성립한다면, 원자는 진동수 ν의 광에 공진하여 효율 좋게 그 광의 에너지를 흡수하고 에너지준위 E1에서 E2로 여기된다. 이같이 광의 흡수는 원자와 공명하는 특정의 파장에서 일어나는 것이다. 이 때의 전자파상태를 에너지로 표현하여 E2-E1 =hv 로 쓰면, hν는 두 에너지준위 사이의 차 E2-E1과 같은 크기가 된다. 이 hν의 에너지를 갖는 입자를 광자라 하는데, 광이 에너지를 갖는 양자역학적인 입자라고 생각하게 만든 것이다. 그러므로 아래에 표시된 것처럼 광은 광자의 집합체가 되고, 광의 흡수는 광자의 흡수라고 한다. 들뜬 에너지준위 E2에 있는 원자는 일반적으로 불안정하고, 짧은 ..

Bohr의 양자 조건 모든 물질은 원자로 구성되며, 각 원자는 보아의 원자모형으로 잘 알려진 것같이 원자핵과 그 주위를 원운동하고 있는 음전하의 전자군으로 구성되어 각자 에너지를 갖고 있다. 원자가 갖는 전자수는 원자의 종류에 따라 다르다. 원자핵 주위를 원궤도로 도는 전자는 그림 2-1에 나타낸 것같이 일정한 반지름을 갖는 특정한 궤도만이 허용된다. 즉 그 전자가 갖는 운동량(질량×속도) p와 궤도길이의 곱은 임의의 수의 정수 배 값만 취할 수 있다는 것이 된다. 이를 식으로 나타내 보자. 전자의 질량을 m, 속도를 , 그리고 궤도의 길이를 2πr이라 하면 의 관계가 성립하고, 이 식은 보아의 양자조건(quantum condition)을 잘 설명하고 있다. 여기서 q는 양의 정수로 양자수(quantum..

비점수차 (Astigmatism) 구면렌즈는 비축 점 물체의 상을 비점형태로 만든다. 어떠한 점 Q로부터 렌즈에 자오(tangential)광선과 구결(sagittal)광선을 보낸다고 하자. 자오(Tangential)과 구결(sagittal) 연필광들은 렌즈로부터 다른 거리에서 주광선과 교차되어 각각 초점선분 T' 와 S'를 형성한다. 교정이 안된 상태에 서 초점선분들은 근축상면의 앞에 떨어진다. 상면과 S' 사이거리, 그리고 T' 과 S'사이간격은 물체의 높이와 함께 증가된다. Field 내에 있는 어떤 점에서 비점수차는 주광선을 따라 측정된 T' 와 S' 사이의 간격으로 주어진다. 주광 선을 따라 자오(tangential)과 구결(sagittal) 비점 상 거리를 그리면 아래 그림과 같다. 구 굴절면에..

Sine 조건은 렌즈의 모든 zone 들의 측 배율은 근축 측 배율과 같아야 함 을 요구한다. Sine 조건을 만족하는 광학계는 aplanatic 하다고 부른다. 그런 광학계는 구 면수차와 Coma에 대하여 자유롭다. 구 굴절면은 다음의 경우에 aplanatic 하게 되는 유일한 물체와 상의 공액점의 쌍들은 다음으로 주어진다. 이 공액점들은 아래 식의 관계를 주게 된다. Snell의 법칙을 사용하고 식을 대입하면 이 된다. 그런데 근축조건에서는 해당 조건이므로 따라서 근축 측 배율에 대한 식 의 각이 작은 경우에 대한 sine 조건은 다음과 같다. 이 식은 어떤 근접물체에서 출발한 모든 기울기의 광선들에 대하여 렌즈가 일정한 배율을 갖음을 의미한다. 구 굴절면에서는 물체와 상이 표면의 같은 쪽에 놓여있어..