아주 기초적인것부터 시작을 하겠습니다.
렌즈의 물리적 현상의 결과로 우리는 사물을 볼수 있습니다.
그렇다면 렌즈는 무엇이고
렌즈로 쓰일수 있는 렌즈한계는 무엇인가에 대해 설명하겠습니다.
렌즈는 물리적으로 설명하면 먼저 일반적인 유리물질 부터 들어가겠습니다.
유리는 일반 우리대기보다 굴절률이 큰데 그 이유는 빛이 전자기파라 외부 전자기장에 의해 값이 변화를 갖는 tensor파여서 그렇습니다.(어려우신 분은 이부분은 그렇다는 수준으로 넘어가고 공부하시는 분이 있을까봐 겉만 핥는 사람이 아니라는것을 보여주고 신뢰성을 높이기 위해 약간의 물리적 지식을 쓰겠습니다. 이점 양해를...)
공기중의 분자들은 어느정도의 밀도로 구성되었는가 그러한 밀도내에 공기분자들이 외부 빛에 어떻게 영향을 주는가....
일반적으로 공기중의 분자는 일률적으로 분산되어있는 평형상태입니다(이러한 것을 isotropic하다고 하고 빛을 설명하자면 coherent한 빛이 나오고 흘러가게 됩니다. 그리고 빛이 tensor로 되지 않고 vector영역의 빛입니다. 그러나 완벽하지는 않고 공기의 유동에 따라 달라집니다. 이 부분은 아침에 아지랑이를 보는것이나 신기류등을 물리적으로 설명하면 그때는 tensor의 빛인것입니다. 신기류는 공기가 뜨거우면 주변 공기분자보다 활발히 분자가 운동하므로 분자내에 속박되어있는 전자들의 운동이 상대적으로 크고 그것이 외부 빛과 상호작용하여 국부적으로 매질의 n값이 달라지는 현상이 일어납니다.-이부분은 공부하시는 분을 위해....)
그런데 유리는 밀도가 공기보다 큽니다. 이러한 것은 같은 부피내에 분자가 많이 존재하여 전자기적 파동인 빛이 그 영역의 분자들의 전기장과 상호 반응하여 전기적 신호가 위치적으로 달라지는데 그것이 빛의 파장이 짧아지고 속도가 느려지는 것입니다(input과 output energy가 같아야 하므로. 진공으로 갈수록 같은 부피내 공기분자가 적으므로 전자기파인 빛의 상호작용이 약해저 파장이 길어지게 됩니다. 빛이라는 것은 국부적인 에너지 불평등상태를 에너지평형상태로 만들어주는 하나의 현상입니다. )
그럼 유리 표면에 곡률이 존재하면 각각의 빛이 유리를 통과하는 길이가 달아지게 됩니다. 볼록렌즈의 경우 외부경에서는 아주 짧은 부분을 빛이 통과하고 가운데 부분은 많이 통과하면 최종적으로 렌즈를 통과하고 나면 다시 원상태로 되는데 문제는 위상차가 난다는 것입니다. 말로 설명하려는 엄청 어려워지네요. 그림으로 설명하면 별로 어려운게 아닌데...
이러한 것은 렌즈내부 구조가 특정구조를 같지 않아야 합니다. 공기중의 분자구조와 비슷하게 일률적이어야 합니다. 그러나 내부 분자구조가 특정구조를 가지면 위치적으로 극부 전자기장이 다릅니다. 이러한것이 위치적으로 위상차를 가지게 되어 복굴절이나 난반사를 만들게 됩니다.
기타 회절이나 간섭계 프리즘등의 모든 광학소자는 기본적으로 이 두가지 요소를 기초로 하면 쉽게 현상을 이해할수 있습니다. n값이 왜 달라지는지 왜 복굴절이 생기고 회절이 생기는지 간섭계등의 모든 소자들이 있는데 여기서 비슷한 수식을 가지고 설명하는데 그 이유과 우리가 보는 현상은 서로 다르지만 같은 원리라는 것입니다.
렌즈로 쓰일려면 비결정구조의 플라스틱수지나 유리여야 합니다. 결정형 수지라면 투명하지 않게되고 그것은 빛의 투과율을 저해합니다. 그러나 특정 파장대영역을 통과시키는 filler를 쓸때는 이부분을 이용하기도 합니다.
그래서 결과는
우리가 결상광학에 쓰일수 있는 lens재질은 비결정수지의 등방성(isotropic)의 물질이여야 합니다. 비전도성물질임도 아시겠죠. 전도성 물질이라면 전기적 신호를 바꾸므로 input data가 output에서 바뀌므로 결상광학으로는 안되겠죠.
그냥 투명하면 되지않느냐 하겠지만 실제 렌즈나 여러 소자는 사용 파장에 따라 천차 만별이므로 빛이라는 전자기파의 특징을 먼저 알아야 적당한 소재를 선택할수 있습니다.
그러한 기초에서 n값, 비중, 분산계수 기타 온도에 대한 안정성, 화학적 안정성등을 고려해야 합니다.
그럼 ....
렌즈의 물리적 현상의 결과로 우리는 사물을 볼수 있습니다.
그렇다면 렌즈는 무엇이고
렌즈로 쓰일수 있는 렌즈한계는 무엇인가에 대해 설명하겠습니다.
렌즈는 물리적으로 설명하면 먼저 일반적인 유리물질 부터 들어가겠습니다.
유리는 일반 우리대기보다 굴절률이 큰데 그 이유는 빛이 전자기파라 외부 전자기장에 의해 값이 변화를 갖는 tensor파여서 그렇습니다.(어려우신 분은 이부분은 그렇다는 수준으로 넘어가고 공부하시는 분이 있을까봐 겉만 핥는 사람이 아니라는것을 보여주고 신뢰성을 높이기 위해 약간의 물리적 지식을 쓰겠습니다. 이점 양해를...)
공기중의 분자들은 어느정도의 밀도로 구성되었는가 그러한 밀도내에 공기분자들이 외부 빛에 어떻게 영향을 주는가....
일반적으로 공기중의 분자는 일률적으로 분산되어있는 평형상태입니다(이러한 것을 isotropic하다고 하고 빛을 설명하자면 coherent한 빛이 나오고 흘러가게 됩니다. 그리고 빛이 tensor로 되지 않고 vector영역의 빛입니다. 그러나 완벽하지는 않고 공기의 유동에 따라 달라집니다. 이 부분은 아침에 아지랑이를 보는것이나 신기류등을 물리적으로 설명하면 그때는 tensor의 빛인것입니다. 신기류는 공기가 뜨거우면 주변 공기분자보다 활발히 분자가 운동하므로 분자내에 속박되어있는 전자들의 운동이 상대적으로 크고 그것이 외부 빛과 상호작용하여 국부적으로 매질의 n값이 달라지는 현상이 일어납니다.-이부분은 공부하시는 분을 위해....)
그런데 유리는 밀도가 공기보다 큽니다. 이러한 것은 같은 부피내에 분자가 많이 존재하여 전자기적 파동인 빛이 그 영역의 분자들의 전기장과 상호 반응하여 전기적 신호가 위치적으로 달라지는데 그것이 빛의 파장이 짧아지고 속도가 느려지는 것입니다(input과 output energy가 같아야 하므로. 진공으로 갈수록 같은 부피내 공기분자가 적으므로 전자기파인 빛의 상호작용이 약해저 파장이 길어지게 됩니다. 빛이라는 것은 국부적인 에너지 불평등상태를 에너지평형상태로 만들어주는 하나의 현상입니다. )
그럼 유리 표면에 곡률이 존재하면 각각의 빛이 유리를 통과하는 길이가 달아지게 됩니다. 볼록렌즈의 경우 외부경에서는 아주 짧은 부분을 빛이 통과하고 가운데 부분은 많이 통과하면 최종적으로 렌즈를 통과하고 나면 다시 원상태로 되는데 문제는 위상차가 난다는 것입니다. 말로 설명하려는 엄청 어려워지네요. 그림으로 설명하면 별로 어려운게 아닌데...
이러한 것은 렌즈내부 구조가 특정구조를 같지 않아야 합니다. 공기중의 분자구조와 비슷하게 일률적이어야 합니다. 그러나 내부 분자구조가 특정구조를 가지면 위치적으로 극부 전자기장이 다릅니다. 이러한것이 위치적으로 위상차를 가지게 되어 복굴절이나 난반사를 만들게 됩니다.
기타 회절이나 간섭계 프리즘등의 모든 광학소자는 기본적으로 이 두가지 요소를 기초로 하면 쉽게 현상을 이해할수 있습니다. n값이 왜 달라지는지 왜 복굴절이 생기고 회절이 생기는지 간섭계등의 모든 소자들이 있는데 여기서 비슷한 수식을 가지고 설명하는데 그 이유과 우리가 보는 현상은 서로 다르지만 같은 원리라는 것입니다.
렌즈로 쓰일려면 비결정구조의 플라스틱수지나 유리여야 합니다. 결정형 수지라면 투명하지 않게되고 그것은 빛의 투과율을 저해합니다. 그러나 특정 파장대영역을 통과시키는 filler를 쓸때는 이부분을 이용하기도 합니다.
그래서 결과는
우리가 결상광학에 쓰일수 있는 lens재질은 비결정수지의 등방성(isotropic)의 물질이여야 합니다. 비전도성물질임도 아시겠죠. 전도성 물질이라면 전기적 신호를 바꾸므로 input data가 output에서 바뀌므로 결상광학으로는 안되겠죠.
그냥 투명하면 되지않느냐 하겠지만 실제 렌즈나 여러 소자는 사용 파장에 따라 천차 만별이므로 빛이라는 전자기파의 특징을 먼저 알아야 적당한 소재를 선택할수 있습니다.
그러한 기초에서 n값, 비중, 분산계수 기타 온도에 대한 안정성, 화학적 안정성등을 고려해야 합니다.
그럼 ....
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