확대경 실험

눈에 보이는 물체의 크기는 그 물체의 상이 망막에 맺혀지는 크기에 비례한다. 따라서 아주 멀리 있는 달도 가까이 있는 동전의 크기보다 작게 보일 수 있다. 눈으로부터 물체의 양 끝이 이루는 각(이를 시각차라 하자)이 망막에 맺혀지는 상의 크기, 즉 물체의 겉보기 크기를 결정하는 것이다. 우리는 물체를 잘 관찰하기 위해서 물체를 최대한 눈앞에 당겨서 보게 된다. 그러나 눈의 적응한계 때문에 이 거리는 정상적인 눈의 경우 250mm로 제한된다. 따라서 정상적인 눈이 길이

(mm)인 물체를 가장 가까이서 볼 수 있는 물체의 시각차는 다음과 같다. (광학기구를 구성하는 렌즈나 거울의 초점거리 등은 보통 mm의 단위를 사용한다)

확대경 - 정립상 작은 글씨의 문서 위에 볼록렌즈의 확대경이 놓여서 글자가 확대되어 보인다. 여기서 둥근 렌즈 안에 형성된 상은 허상으로 물체의 방향과 같은 방향으로 놓여 있다. 실제로 눈으로부터 물체와의 거리와 상과의 거리는 다르게 나타나는데 그 거리에 따라 다른 크기로 보이나 허상의 시각차는 언제나 물체의 시각차 보다 커서 이 그림에서와 같이 확대되어 보이게 된다. 마우스를 문서 위를 이리저리 움직이면 확대경이 같이 움직여서 확대된 상의 모습이 달라지는 것을 관찰할 수 있다.

확대경 - 도립상 작은 글씨의 문서 위에 볼록렌즈의 확대경이 놓여 있다. 여기서 둥근 렌즈 안에 형성된 상은 실상으로 물체의 방향과 반대 방향으로 놓이게 된다. 상은 렌즈를 통과한 위치에 생기므로 언제나 눈으로부터 더 가까운 위치에 놓이게 되어 그 크기보다는 상대적으로 더 크게 보인다. 따라서 이 그림처럼 확대가 되는 여부는 횡배율이라 부르는 물체와 상의 가로 크기의 비와 상과 눈의 위치에 대한 고려가 필요하다. 마우스를 문서 위를 이리저리 움직이면 확대경이 같이 움직여서 확대된 상의 모습이 달라지는 것을 관찰할 수 있다.

위 그림은 물체가 지금 있는 그곳에서 보이는 크기에 비하여 상이 3배로 더 크게 보이는 상황이다. 따라서 어느 경우나 다 확대경으로서 기능을 하고 있다고 하고 싶을 것이다. 그러나 앞에서 설명한 것처럼 물체를 눈의 명시거리에 두었을 때의 시각차에 비하여 상의 시각차가 어떻게 보이는가로 확대의 능력을 말해야 하므로 상황은 좀더 복잡해진다.

따라서 허상과 실상을 나누어서 생각해 보는 것이 개념을 파악하기에 편리하다. 실제로 상이 바로 서 있는 경우가 관찰내용을 받아들이기가 쉽고, 또한 상이 보이는 범위가 훨씬 넓어서 보통의 확대경은 허상으로 관찰하게 된다.

확대경 실험

실험목적

이론

확대경