35 영상

35-1 서론

빛(가시광): 파장 400~700nm인 전자기파

빛과 물질의 상호작용

고른 매질에서는 직진하다가, 경계면을 만나면 일부가 반사되고, 나머지는 흡수되거나, 굴절되어 계속

나아감.

35-2 반사와 굴절

반사법칙: ′

굴절법칙: sin sin

색분산

굴절률 이 빛의 파장에 따라 다른 것:

색분산으로 나타나는 현상

따라 35-1 반사와 굴절단색빛살이 = 1.33인 물질 1과 = 1.77인 물질 2의 경계면에서 반사, 굴절됨.

입사 = 40. 반사, 굴절??

실마리 반사 법칙: 반사 = 입사; 굴절 법칙: sin입사 = sin굴절풀이

반사: 반사 = 입사 ⇒ 반사 = 40

굴절: sin입사 = sin굴절 ⇒ 굴절 arcsin sin입사 = arcsin sin = 28.88 ≈ 29

35-3 내부 전반사

빛살이 굴절률이 큰 물질에서 작은 물질로 꺾여 들어갈 때 ( ),

임계각 임계: 굴절각이 90가 되는 입사각 sin 임계 sin ⇒ 임계 ≡ arcsin

따라 35-2 세모꼴 프리즘 = 45. 유리?

실마리 임계각 임계 ≡ arcsin

풀이 임계 ⇒ arcsin ≧ ⇒ sin = 1.4

35-4 반사에 의한 편광

편광상태의 분류(입사면 기준) TM 편광

TE 편광

브루스터 반사

TM 편광은 굴절 + 반사 = 90이면, 반사되지 않고 모두 투과.

이 때의 입사각이 브루스터(Brewster) 각

굴절

굴절법칙 sin sin굴절

⇒ sin sin굴절 sin cos ⇒ arctan

(브루스터 각)

35-5 두 가지 영상

두 가지 영상

실상(real image) - 빛살이 실제로 모이는 점

허상(virtual image) - 겉보기에 빛살이 모였다 나오는 것처럼 보이는 점

신기루

35-6 평거울

(평거울의 결상 방정식)

생각 35-2

에 괴물이 있음. 거울 속에 생기는

첫째, 둘째, 셋째 상의 위치?

생각 35-3

거울 속에서 왼쪽과 오른쪽이 바뀌는가? 위아래도 바뀌는가? 좌우와 상하는 왜 다른가?

35-7 구면 거울

구면 거울의 초점

: 초점(focus, focal point)

(구면 거울)

35-8 구면 거울이 만드는 상

결상 방정식

수직 배율 ≡ ′

생각 35-5

광축 위의 물체의 확대 상, = -4.

(a) 실상, 허상? (b) 바로 섰는가, 거꾸로 섰는가? (c) 거울에 대해 물체와 같은 쪽, 반대쪽?

따라 35-3 독거미

물체: 높이 ; 구면거울: = 40 cm; 상: 독거미와 같은 쪽, ′ = 0.20. (a) 실상, 허상? (b) 오목, 볼록 거울?

실마리 ,

풀이

35-9 굴절 구면

결상 방정식

생각 35-6

꿀벌이 유리 조각품의 오목 굴절면 앞에서 날고 있다.

(a) 오른쪽 그림의 어느 것에 해당?

(b) 상은 실상. 허상? 굴절면의 어느 쪽?

따라 35-4 쥬라기 모기

= 1.6인 호박 속에 모기가 있다. 호박은 볼록구면,

= 3.0 mm. = -5.0 mm. ?

35-10 얇은 렌즈

결상 방정식

초점거리

따라 35-4 쥬라기 모기

=

따라 35-4 쥬라기 모기

=

35-11 광학 기기

간단한 확대경

물체의 크기 물리적 크기

겉보기 크기 ≡

(각 크기) ≤ cm

키워 보려면, 각 크기를 키워야 함 - 볼록렌로 허상을 만듦

각배율 ≡ ′

≈ cm

≈

cm

복합 현미경

대물렌즈(확대된 실상) + 접안렌즈(확대된 허상)

배율 대물⋅접안 대물⋅접안 cm

한계? 수차, 회절(분해능)

망원경

먼 곳에 있는 물체의 상을 만들고, 이것을 확대해서 봄

대물접안

′대물′접안

접안대물

35-12 결상 방정식의 증명

구면 거울의 결상 방정식

반사 법칙:

삼각형: 외각 = 대내각의 합 , ⇒

≈

≈

⇒

,

굴절 구면의 공식 (식 35-17)

스넬 법칙 sin sin ⇒ ≈ 삼각형의 외각은 대내각의 합과 같다:

, ⇒

얇은 렌즈 공식

첫째 굴절면의 결상 공식

′ ′ ′

둘째 굴절면의 결상 공식

″ ″ ″

″ ′ ≈ ′ ⇒ ′ ″≈ ″

′ ″

′ ″