렌즈의 모양과 빛의 굴절

렌즈의 모양과 

빛의 굴절

■ 볼록렌즈 역할을 하는 우리 눈의 수정체

제 2의 뇌라 불리는 눈. 눈이 빛을 받아들여 시신경을 통해 뇌로 전달하면 우리는 사물을 인식하게 됩니다. 이러한 눈은 빛을 모아 주는 각막, 빛의 양을 조절해 주는 홍채, 빛을 굴절시켜 주는 수정체, 상이 맺히는 망막으로 구성되어 있습니다. 

▲ 눈의 구조(출처: 에듀넷)

우리가 물체를 정확히 보려면 망막에 상(물체의 모습)이 정확히 맺혀야 합니다. 이를 위해 건강한 수정체는 멀리 있는 것을 볼 때는 편평하지만 가까운 것을 볼 때는 볼록해지면서 빛을 굴절시켜 초점을 조절해 줍니다. 즉, 수정체가 렌즈의 역할을 하는 것이지요.

할아버지나 할머니께서 신문이나 책을 보실 때 돋보기를 사용하시는 모습을 본 적이 있을 것입니다. 왜 나이가 들어 노안이 오면 가까운 거리에 있는 글씨가 잘 보이지 않게 되는 것일까요?

 

앞서 살펴본 바와 같이 눈에서 볼록 렌즈 역할을 하는 수정체가 두꺼울수록 굴절률은 커지게 됩니다. 하지만 나이가 들면서 이 수정체를 당겨 주는 모양체와 모양 소대가 탄력을 잃게 되면 가까운 곳을 볼 때도 수정체가 충분이 두꺼워지지 않게 됩니다. 수정체가 얇은 상태로 유지되므로 먼 곳을 볼 때에는 지장이 없으나 가까운 곳을 볼 때에는 얇은 수정체 때문에 빛의 굴절률이 작아져 상이 망막 뒤에 맺히게 되고, 그 결과 가까운 거리에 있는 글씨가 잘 보이지 않게 되는 것이지요. 그래서 노안이 오면 시력을 교정하더라도 가까운 거리를 볼 때에는 별도의 돋보기 렌즈가 필요하게 되는 것입니다.

▲ 정상안과 노안(출처: 에듀넷)

■ 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 통한 시력 교정

눈이 나빠져서 안경이나 렌즈를 착용하게 되는 여러 가지 시력 이상 중에는 근시와 원시가 있습니다. 근시는 안구 길이가 정상보다 너무 길거나 수정체가 두꺼워서 상이 망막 앞에 맺히는 눈을 말하는 것으로 가까운 것은 또렷하게 보이지만 멀리 있는 것은 흐릿하게 보이게 됩니다. 근시는 상이 생기는 위치를 뒤쪽으로 밀어 주어야 하므로 수정체로 들어오는 빛을 약간 퍼지게 해 주는 오목 렌즈를 사용하여 시력을 교정해 줍니다. 라식 수술의 원리도 각막을 오목 렌즈처럼 깎아 상이 망막에 맺히도록 해 주는 것입니다.

▲ 근시의 교정(출처: 에듀넷)

원시는 선천적으로 안구 길이가 정상보다 짧거나 수정체가 얇아 망막 뒤에 상이 맺히는 눈을 말하는 것으로 가까운 것은 흐릿하게 보이지만 멀리 있는 것은 또렷하게 보이게 됩니다. 근시와는 반대로 망막 뒤쪽에 초점이 맺어지기 때문에 물체가 흐리게 보이는 것이므로 빛을 모아 주는 볼록 렌즈를 사용하여 시력을 교정해 줍니다.

▲ 원시의 교정(출처: 에듀넷)

이처럼 빛의 굴절 현상을 이용한 것이 렌즈이며 렌즈는 두께에 따라 빛이 꺾이는 정도가 달라지기 때문에 렌즈의 두께 또한 시력에 따라 달라지게 됩니다.

[자료출처: 에듀넷]