초점 (광학)
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1. 개요
초점은 스크린이나 카메라의 촬상면 등에서 물점으로부터의 빛이 최대한 수렴되어 있는 상태를 의미하며, 기하학에서는 원뿔 곡선의 정의에 사용되는 두 점을 가리킨다. 오목 거울은 광선을 초점을 통과시키거나, 초점을 향해 진행하는 광선을 반사하여 광축에 평행하게 만들며, 볼록 거울은 이와 대칭적인 성질을 갖는다. 이러한 비구면 거울은 반사 망원경에 활용된다.
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| 초점 (광학) | |
|---|---|
| 광학 | |
| 정의 | 광선이 수렴하는 지점 |
| 관련 분야 | 현미경 사진술 안과학 |
2. 초점의 정의
스크린이나 카메라의 촬상면 등에서 물점으로부터의 빛이 거의 최대한으로 수렴되는 경우를 "초점 내", "초점이 맞음"이라고 하며, 충분히 수렴되지 않은 경우에는 "초점 외", "초점이 벗어남"이라고 한다.
2. 1. 허용 착란원
스크린이나 카메라의 촬상면 등에서 물점으로부터의 빛이 거의 최대한으로 수렴되는 경우를 "초점 내", "초점이 맞음"이라고 하며, 충분히 수렴되지 않은 경우에는 "초점 외", "초점이 벗어남"이라고 한다. 초점 내/외의 경계는 허용 착란원을 기준으로 판단하는 경우가 있다.
3. 기하학에서의 초점
기하학에서 원뿔 곡선(포물선, 타원, 쌍곡선)의 정의에 사용되는 두 점을 초점이라고 부른다. 원뿔 곡선을 회전시켜 만든 회전체 면을 경면으로 한 것은 광학 부품으로 자주 사용된다.[2]
3. 1. 오목 거울의 초점
- 포물면 거울은 광축에 평행한 광선을 초점을 통과하도록 반사한다. 반대로, 초점을 향해 진행하는 광선을 반사하여 광축에 평행한 광선으로 만든다.[2]
- 타원면 거울에서는 한쪽 초점을 통과한 후에 경면에서 반사된 광선은 다른 쪽 초점을 통과한다.[2]
- 쌍곡면 거울에서는 한쪽 초점을 통과한 후에 경면에서 반사된 광선은 다른 쪽 초점에서 나온 것과 같은 광로를 띈다.[2]
3. 2. 볼록 거울의 초점
볼록 거울의 경우에도 오목 거울과 대칭적으로 다음과 같은 성질을 갖는다.- 볼록 포물면 거울은 광축에 평행한 광선을 초점에서 나온 것과 같은 광로로 반사한다. 반대로, 초점을 향해 진행하는 광선을 반사하여 광축에 평행한 광선으로 만든다.[2]
- 볼록 타원면 거울은 한쪽 초점을 향해 진행하는 광선을, 다른 쪽 초점에서 나온 것과 같은 광로로 반사한다. 어느 쪽 초점도 거울의 반대쪽에 위치한다.[2]
- 볼록 쌍곡면 거울은 거울 이쪽의 초점에서 나온 광선을, 거울 저쪽의 초점에서 나온 것과 같은 광로로 반사한다. 반대로, 거울 저쪽의 초점을 향하는 광선을 거울 이쪽의 초점으로 반사한다.[2]
3. 3. 반사 망원경
비구면 거울을 활용하는 예시로 반사 망원경이 있다.[2] 반사 망원경은 빛을 반사시켜 초점을 맞추는 망원경으로, 주로 오목 거울을 사용하여 빛을 모은다.- 포물면 거울: 광축에 평행하게 들어온 빛을 한 점(초점)으로 모으거나, 초점에서 나온 빛을 광축에 평행하게 반사한다. 뉴턴식 반사 망원경에 사용된다.
- 타원면 거울: 한 초점에서 나온 빛을 다른 초점으로 반사한다. 카세그레인식 반사 망원경의 부경으로 사용된다.
- 쌍곡면 거울: 한 초점을 향해 들어오는 빛을 다른 초점에서 나온 것처럼 반사하거나, 한 초점에서 나온 빛을 다른 초점에서 나온 것처럼 반사한다. 리치-크레티앙 망원경과 같은 일부 카세그레인식 반사 망원경에서 주경과 부경으로 사용된다.
이러한 반사 망원경은 한국천문연구원 등에서 천문학 연구에 활용되고 있다.
참조
[1]
웹사이트
Standard Microscopy Terminology
http://www.charfac.u[...]
2006-04-21
[2]
문서
回転楕円体
[3]
웹인용
정보통신기술용어해설
http://www.ktword.co[...]
[4]
웹인용
초점
https://terms.naver.[...]
2022-07-29
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