일반물리학실험 | 볼록렌즈

 

 

 

TIP

 

 

볼록렌즈를 통해 물체와 상 사이의 거리를 측정하여 초점거리와 렌즈 공식을 이해한다.

 

 

 

렌즈의 공식

렌즈로 맺어지는 상의 위치와 크기는 렌즈의 볼록 ·오목, 초점거리, 렌즈에 대한 물체의 위치에 따라서 변한다. 예를 들면, 볼록렌즈에서는 물체를 초점보다 렌즈에 가깝게 놓으면 바로 선 허상이 되고, 초점보다 멀리 놓으면 거꾸로 선 실상이 맺어진다.

 

오목렌즈에서는 물체의 위치에 관계없이 모두 허상이 된다. 이와 같이 상의 위치와 크기는 초점과 주점을 통과하는 빛의 진행방향을 기본으로 도시할 수 있으나 다음 공식에 의해서도 구할 수 있다. 즉, 물체와 상으로부터 렌즈까지의 거리를 각각 a, b 라 하고, 렌즈의 초점거리(오목렌즈인 경우는)를 f 라고 하면 다음과 같이 된다. 단, 상이 허상이 될 때는 b가 (－)가 된다.

 

 

또한 상이 바로 서 있을 때는 배율이 (＋)로 되고 거꾸로 서 있을 때는 (－)로 된다. 조합된 렌즈계에 대해서도 단일렌즈의 중심에 해당하는 주점(P 및 P')의 위치를 결정하고 이것을 기준으로 하여 a, b, f를 얻으면 근사적으로 이 공식이 성립한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 위의 그림과 같이 볼록렌즈(f100 ㎜)를 장치한 후 램프 앞에 화살표가 그려진 슬릿을 끼운다.

 

2) 렌즈의 위치를 조절하여 스크린에 가장 밝은 상이 나타나도록 한다. 이때, s, s', y'을 측정 기록한다.(항상 부호 약속에 따라 부호를 명기한다.)

 

3) f≦s인 범위에서 스크린을 왼쪽으로 옮겨가며 4-5회 정도 실험을 반복하여 확대비(magnification)가 1에 도달할 때까지 실험한다.

 

4) 배율을 1보다 작게 하여 4-5회 정도 실험을 반복한다.

 

5) s, 1/s, 1/s', 1/s+1/s', s'/s, M=y'/y의 표를 만들고 렌즈 식에서 f를 구하고 M과 s'/s를 비교한다. s'/f 대 s/f, M 대 s/f의 그래프를 그린다.

 

 

 

[일반물리학실험]볼록렌즈 레포트