광학(1) 흡수와 굴절

필름 카메라와 비디오 카메라의 렌즈 사용과 광학의 기본 원칙은 몇 가지 차이점을 제외하고는 모두 동일합니다. 그리고 광학 및 광학 장치는 물리학의 몇 가지 원칙을 기반으로합니다. 가장 중요한 것은 반사 및 굴절입니다. 광학의 기초를 이해하기 위해서는 빛의 작용에 관한 몇 가지 세부 사항을 먼저 이해해야 합니다.

기초 물리학

실제 세계에서 빛을 방출하는 광원을 제외하고, 대부분의 물체는 빛을 반사합니다. 예를 들어, 사과가 빨간색으로 보이는 이유는 사과 표면이 빨간색 파장만 반사하고 나머지 파장은 모두 흡수하기 때문입니다.

 

두 종류의 반사

반사는 두 가지 종류의 반사와 난반사를 가지고 있습니다. 반사된 스펙터 레플렉션은 부드러운 표면에서 빛이 일정한 각도로 반사되는 것을 말하며, 난반사 디퓨즈 리플렉션은 거친 표면에서 모든 방향으로 반사되는 것을 나타냅니다. 실제 세계에서는 반사각과 반사각이 기본적으로 동일합니다. 이것은 반사 규칙입니다. 어떤 물체에 의해 반사되는 빛의 양은 표면 질감에 따라 달라집니다. 거울의 경우 표면 결함은 입사 광선의 파장보다 작기 때문에 거의 모든 빛이 반사됩니다. 그것은 일상 언어로 빛납니다. 그러나 실제 세계에서 대부분의 물체는 복잡한 표면 구조를 가지고 있기 때문에 입사 광선이 모든 방향으로 반사되는 난반사를 유발합니다. 빛과 관련된 부분에서 설명할 수 있지만, 빛을 조절할 때, 확산은 빛을 통과하는 확산 물질이라고합니다. 반사와 난반사 모두에서 확산은 동일한 개념으로 사용됩니다. 광선은 반사되거나 투과된 후 원래 상태보다 넓은 범위로 퍼집니다.

흡수

흡수는 반사와 반대되는 개념이며 두 가지 측면과 관련이 있습니다. 첫째, 흡수는 물체가 어떤 색을 가지고 있는지와 관련이 있습니다. 둘째, 흡주는 촬영할 때 빛을 어떻게 조절할 것인지와 관련이 있습니다.

굴절

굴절률 인덱스는 빛이 진공을 통과하는 속도를 기반으로 빛이 어떤 물질을 통과하는 상대적인 속도로 정의됩니다. 진공 상태에서의 굴절률은 1.0이며 모든 투과 물질의 굴절률은 1.0보다 큽니다. 굴절의 또 다른 현상은 굴절률이 다른 두 물질 사이에서 전달 될 때 발생하는 빛의 굴곡입니다. 렌즈는 광선을 어느 지점으로 모으기 때문에 가시 광선의 굴절률은 렌즈에서 매우 중요합니다.

공기와 같은 밀도가 낮은 매개 물질에서 유리와 같은 밀도가 높은 매개 물질로 빛이 이동하면 파동 속도가 감소합니다. 반대로, 빛이 밀도가 높은 매개 물질에서 밀도가 낮은 매개 물질로 이동할 때 파동 속도가 증가합니다. 빛의 굴절 각도는 입사 각도와 물질의 구성 요소에 따라 다릅니다. 가장 기본적인 굴절 각도는 90이며 두 물질 사이의 경계면에서 직각을 이루는 직선을 '법선 (또는 수리, normal)'이라고 정의합니다.

빛은 공기에서 유리와 물로 각각 이동하는 상태를 보여 주며 굴절률의 기본 개념을 나타냅니다. 두 경우 모두 빛의 입사 각도는 동일하지만 유리에 의한 굴절은 6 더 큽니다. 즉, 물보다 유리의 굴절률이 더 큽니다.

 

굴절률과 주파수

굴절률은 빛의 파장 주파수에 따라 다릅니다. 파장이 길어질 수 있는 록 굴절률은 감소하며 특히 투명한 매개 물질에서 더 많이 발생합니다. 이런 현상을 분산 현상이라고 합니다. 가장 대표적인 예로, 가시 광선이 프리즘을 통과하면서 여러 가지 색상으로 나뉘어 진 현상은 빛이 유리에 의해 서있는 분산되기 때문에 발생합니다. 이것은 광학 렌즈에서 매우 중요한 개념입니다. 빛을 구성하는 다양한 파장, 즉 다양한 색상은 렌즈의 유리에 있는 모든 색상과 동일하게 분산되지 않습니다. 따라서 렌즈가 잘못 설계된 경우 각 파장별로 초점을 다르게 형성하는 문제가 발생합니다. "즉, 빛의 파장에 따라 분산이 다르기 때문에 투명 물질의 굴절률을 측정할 때 어떤 파장의 빛을 사용하는지 확인해야 합니다. 빛의 굴절은 렌즈의 물리적 특성과 구조 측면에서 중요합니다. 빛이 유리와 물을 통해 나올 때, 그것은 처음에 물질로 들어가는 것과 동일한 각도로 다시 굴절됩니다. 이러한 굴절 특성으로 인해 볼록 렌즈에서 반사된 빛을 광학 중심에서 분해하여 초점에 집중합니다.

전방 초점에 대한 주제의 상대적인 위치는 주제의 상이 어떻게 형성 될지 결정합니다. 주제가 초점의 두 배 정도 거리에 있다면, 주제의 상은 작은 거꾸로된 형태이기 때문에 확대하려면 렌즈를 추가해야 합니다. 그러나 주제가 초점보다 가깝다면 상은 직선으로 크게 형성됩니다.

렌즈가 초점면에 주제의 상을 수상한 후 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절해야 합니다.이 과정은 조리개에 의해 수행됩니다. 광축에 위치한 조리개는 구경의 크기를 변경하여 단순히 빛의 양을 조절합니다.

 

벡터스코프와 웨이브폼 모니터

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초점의 제한적 사용

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연속성의 종류 - 시간의 연속성

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