렌즈의 가장자리는 왜 흐릿한 상을 만드나요?

Question

안녕하세요? 구면수차는 평행광선이 광측에서 멀어지는데 따라 초점을 맺는 위치가 앞뒤에서 어긋나는 현상을 말하는데요~ 그런데 렌즈의 가장자리는 왜 흐릿한 상을 만드나요?

Answer 1

안녕하세요.

렌즈의 가장자리에서 흐릿한 상이 만들어지는 현상은 주로 구면수차와 관련이 있습니다. 구면수차는 렌즈의 중심을 통과하는 광선과 렌즈의 가장자리를 통과하는 광선이 서로 다른 초점을 갖게 되어 발생하는 현상입니다. 이는 렌즈의 모양이 완벽히 구형이 아닌 경우, 특히 평행광선이 렌즈를 통과할 때 중심과 가장자리에서 굴절률이 달라지기 때문입니다.
렌즈의 가장자리를 통과하는 광선은 렌즈의 중심을 통과하는 광선보다 더 많이 굴절되며, 이로 인해 초점이 렌즈의 뒤쪽 표면에 더 가까워집니다. 이것이 초점이 제 각각이 되어 이미지가 흐리게 보이는 주된 원인입니다. 또한, 가장자리를 통과하는 빛의 강도가 중앙을 통과하는 빛에 비해 약해질 수도 있어, 이미지의 명암 대비도 떨어지게 됩니다.
이러한 수차를 줄이기 위해 여러 가지 방법이 사용되기도 합니다. 비구면 렌즈를 사용하거나, 여러 개의 렌즈를 조합하여 서로의 수차를 상쇄시키는 방법 등이 있습니다. 이와 같은 방법들은 광학 기기의 성능을 향상시키는데 크게 기여합니다.