[기초] Huygens와 Fresnel원리 간단히 말하면 회절은 유한 크기의 광원으로부터 방출된 광파가 퍼져서 전파되는 것이나, 또는 크기가유한 개구를 통과하는 광파가 퍼져서 전파되어 나가는 광파의 경향을 말한다. 회절을 이해하려면 다음을 알아야 한다. 회절 = 간섭 2개 또는 2개 이상의 분리된 파동들이 있을 때 나타나는 간섭과는 달리 회절은 연속적으로 분포된 광원점들에서 발생된 대단히 많은 수의 파동들의 간섭으로부터 발생된 것으로 생각 할 수 있다. Huygens는 파동의 회절과 전파를 이해할 수 있는 방법을 제시했고, 후에 Fresnel은 Huygens의 원리를다음과 같이 정리했다. Huygens는 “빛 파면상의 모든 점은 구면파적인 잔물결들의 2차 근원 점으로 생각할 수 있다. ” Fresnel은..

무한에 있는 축 위에 있는 물체의 상이 제2 초점 F`에 형성되었다고 생각해보자 제 2초점 거리 f`=F`A이고 아래의 그림에서처럼 f`를 구하기 위하여 u = - ∞를 이전 포스팅에서 구한 굴절 방정식에 대입하고 u`에 풀어보자. 상점 M`는 F`와 u` = AM` = AF` = -f` 이므로 따라서 \(-\frac{n'}{f'} = \frac{n' - n}{r}\) 제1 초점 F에 있는 물체는 ∞에 상을 만든다. 제1 초점거리는 f = FA이다. 그러나 FA = -AM = -u 이므로, 식으로 바꿔보면 \(\frac{n'}{\infty} = \frac{n}{-f} + \frac{n' - n}{r}\) 따라서 \(\frac{n}{f} = \frac{n' - n}{r}\) 이를 다시 바꾸면 \(\frac..

앞에서는 평면거울의 실제(물체) 시야와 외견상의(상) 시야가 동일함을 보았다. 구면거울들은 실제 시야보다 크거나 작은 외견상의 시야들을 갖는다. 즉, 확대되거나 축소된댜 아래 그림에서처럼 눈으로 거울을 들여다 본다고 하자. 눈의 동공(pupil)는 광학계의 개구 Stop이다. 이때 거울은 이 광학계의 첫 번째 소자이다.（빛은 눈에 들어오기 전에 거울에서 먼저 반사된다.） 입사동 (BOC)을 구하려면 거울에 의해 만들어진 상을 먼저 구해야 한다. 왜냐하면 입사동은 구경조리개(개구스톱)의 상이기 때문이다. 입사동은 구경조리개(개구스톱)의 정립허상이다. 이때 거울은 시야조리개(field stop)의 역할을 한다. 시야 조리개의 모서리 부분으로부터 광선 1과 2가 입사동의 중심 O로 향하 며, 선으로 그린 각 ..

여기까지는, 구면 거울 가까이에 놓여있는 단일 점 물체의 결상에 대하여 생각해 보았다. 많은 점 물체들로 구성된 더욱 복잡한 물체의 경우에는 어떻 게 될까? 한 가지 추측할 수 있는 것은 물체를 단순히 각각의 점으로 분리하 여 상을 재구성하는 것이다. 물체를 전체적으로 보게 되면 원래 물체보다 확 대된 상인가 축소된 상인가를 알 수 있다. 다음에는 배윤 m 의 개념을 도입 하자. 먼저 몇 개의 점으로 구성된 물체를 가정한다. 물체 선분의 한쪽 끝을 통하여 광축이 지나고 물체 선분은 이것에 수직이라고 하자. 앞에서는 광축 위에 있는 상의 위치를 결정했는데 여기서는 크기를 갖고 있는 물체에 대한 상의 높이를 어떻게 구하는지를 생각해 보자. 상점을 구하는 일반적 규칙을 비축(off-axis) 물체에 대하여 적..

곡면 경계에서는 원래 물체와 비교할 때 이그러(변형된)지고 확대된(또는 축소된)상이 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 공간 내에서의 위치와 방위가 다르게 될 수 있기 때문에 곡면 경계면에 의한 결상은 더욱 복잡해진다. 그 러나 이러한 차이는 또한 곡면 경계를 더욱 홍미롭게 한다! 사실, 렌즈와 같은 아주중요한 기초광학 소자들은 보통의 경우 구와 같은 곡률의 경계면을 이루고 있음을 보게 될 것이다. 먼저 볼록 구면형태의 반사 경계면에 의해 만들어 지는 단일 점 물체 0의 상점 I를 생각해 보자. 이 경우에는 일반적 규칙을 적용하여 상점을 구할 수 있다: (1) 물체 점으로부터 2개의 광선들을 추적한다. (i) 하나는 곡면경계면에 수직이고, (ii) 다른 하나는 곡면경계면에 대한 입사각 θ 가 작다(근축광..