렌즈가 사용되는 예

렌즈가 사용되는 예

■ 렌즈를 사용하는 대표적인 물건인 망원경

망원경의 종류와 특징

I. 망원경의 발명 : 망원경은 1608년 안경 제조자였던 네덜란드의 한스 리퍼세이에 의해 발명되었습니다. 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 겹쳐 사물을 보다가 멀리 있는 교회의 첨탑이 가까이 보이는 것을 보고 망원경을 만들게 되었다고 전해지고 있습니다.

II. 망원경의 종류

굴절 망원경	반사 망원경	반사-굴절식 망원경
볼록 렌즈를 이용하여 빛을 굴절시켜 모으는 망원경	오목 거울에 반사된 빛을 모으는 망원경	굴절 망원경과 반사 망원경의 기능을 조합한 망원경

굴절 망원경

(1) 굴절 망원경의 장점과 단점

① 굴절 망원경은 렌즈를 이용하여 빛을 굴절시켜 모아 주는 망원경을 말하는 것입니다.

② 같은 규모의 반사 망원경에 비해 가격이 비싸 소형 망원경을 만드는 데 적합하며 달, 행성, 혜성 등을 관측할 때 주로 이용됩니다.

③ 장점과 단점

장점	단점
볼록 렌즈인 대물렌즈로 빛을 모아 준 다음에 오목 렌즈인 접안렌즈로 물체의 상을 확대하여 관측할 수 있도록 하기 때문에 상의 명암이 뚜렷이 나타나며 경통 속이 밀폐되어 있어 공기 대류에 의한 상의 흔들림이 없다.	렌즈를 세밀하게 가공하지 못할 경우 빛이 모아지면서 상이 맺힐 때, 빛이 한 점에 모이지 않아 상이 일그러지거나 색이 번지는 현상이 나타날 수 있다.

(2) 굴절 망원경의 분류 : 굴절 망원경은 광학적 형태와 역사적 배경에 따라 갈릴레이식 망원경과 케플러식 망원경으로 나눌 수 있습니다.

① 갈릴레이식 망원경 : 1609년 이탈리아의 과학자이자 천문학자였던 갈릴레오 갈릴레이가 밤하늘을 보기 위해 제작한 것으로 초점이 볼록 렌즈인 대물렌즈와 오목 렌즈인 접안렌즈를 모두 통과한 후에 맺히기 때문에 상이 바로 보이는 정립상(똑바로 서 있는 상)으로 관측되어 편리한 반면 오목 렌즈를 접안렌즈로 쓰기 때문에 시야가 좁아 주로 소형 천체 망원경이나 쌍안경에 쓰이고 있습니다.

▲ 갈릴레이식 망원경(출처: 에듀넷)

② 케플러식 망원경 : 1611년 케플러(Johannes Kepler)는 하나의 볼록 렌즈와 하나의 오목 렌즈 대신 두 개의 볼록 렌즈를 사용함으로써 도립상(거꾸로 서 있는 상)이지만 넓은 시야를 볼 수 있는 케플러식 망원경을 만들었습니다. 케플러식 망원경은 갈릴레이식 망원경과 달리 볼록 렌즈를 접안렌즈로 사용하고 대물렌즈와 접안렌즈 사이에 맺힌 상을 확대해서 보는 것이기 때문에 최종적인 상은 거꾸로 보이는 단점이 있지만 갈릴레이식보다 시야가 넓고 상이 안정되게 맺히는 장점이 있어 대부분의 천체 망원경이 바로 이 방식으로 만들어지고 있다고 합니다.

▲ 케플러식 망원경(출처: 에듀넷)

반사 망원경

굴절 망원경의 렌즈 대신에 거울을 이용하여 반사시켜 상을 맺히게 하는 망원경을 반사 망원경이라 합니다. 렌즈 대신 거울을 사용하므로 비교적 무게가 덜 나가며 제작이 렌즈보다는 쉬운 편입니다.

장점	단점
상이 일그러지거나 색이 번지는 현상이 없고 굴절 망원경에 비해 큰 구경을 만들 수 있어 가격이 싸다.	상의 명암이 굴절 망원경에 비해 뚜렷하지 못하고 경통 안에 대류가 존재하여 상이 흔들린다.

이러한 반사 망원경은 상이 일그러지거나 색이 번지는 현상이 나타나지 않아 구경이 큰 대형 망원경으로 만들어져 지구에서 멀리 떨어져 있는 성단, 성운 등의 관측에 주로 사용되고 있습니다.

▲ 반사 망원경(출처: 에듀넷) 

[자료출처: 에듀넷]