[기폙광학 실험 A+] 렌즈의 초점거리 측정 실험

실험 목적
볼록렌즈왿� 오목렌즈에 대한 초점거리왿� 배율을 측정하고 얇은 렌즈에 대한 방정식과 측정 결과를 비교해 본다.

기본이론
1) 초점과 초점거리
초점은 광축에 평행한 빛이 입사되었을 때 렌즈를 통과한 빛이 광축과 만나는 점이다. 렌즈의 중심점과 초점까지의 거리가 초점거리이다.

2) 볼록렌즈(convex lens)
볼록렌즈는 렌즈 중심부의 두께가 가장자리보다 두꺼운 렌즈이다. 볼록렌즈는 실험에서는 양면 곡률의 부호가 다른 양볼록렌즈(biconvex lens)를 사용했다.
볼록렌즈에서 맺히는 상은 물체의 위치에 따라 그 양상이 다르다.

i. o<f (물체가 초점거리 안에 있는 경우) : i<0 (정립 허상)
ii. o=f (물체가 초점거리에 위치한 경우) : i 는 발산
iii. o>f(물체가 초점거리 밖에 위치한 경우) : i<0 (정립 실상)

3) 오목렌즈(concave lens)
오목렌즈는 렌즈의 중심부가 가장자리보다 얇은 렌즈이다. 실험에서는 양오목렌즈(biconcave lens)를 사용한다. 오목렌즈는 일반적으로 빛을 퍼트린다. 따라서 물체에 대해 허상을 가진다.

4) 렌즈의 근축광선 결상식
렌즈의 근축광선 결상식은 렌즈 방정식으로도 불리며 이를 통해 물체거리, 상거리, 초점거리의 관계를 알 수 있다.

<중 략>

실험 방법
1. 볼록렌즈의 초점 거리 측정 1

① 광학대에 십자선 표적(물체)과 스크린 사이에 볼록렌즈를 위치시킨다. 물체왿� 렌즈 사이의 거리는 40츠가 되도록 한다.
② 스크린 상에 이미지가 선명하게 형성되 도록 스크린의 위치를 조절한다.
③ 이미지의 위치왿� 이미지의 크기를 측정 한다.
④ 볼록렌즈의 초점거리를 계산하고 실제 값과 비교한다.
⑤ 볼록렌즈의 배율을 계산하고 실제 값과 비교한다.
⑥ 물체의 거리를 30, 25, 20, 15, 10cm 로 변 화시키면서 위 과정을 반복한다.