학문
볼록렌즈는 굴절의 법칙에서 어떤경로를 따른가요?
안녕하세요? 빛이 굴절하는 성질을 이용하여만든 가운데가 볼록한 렌즈가 볼록렌즈잖아요~ 그런데 볼록렌즈는 평행광선을 한곳에 모으는데 굴절의 법칙에의해 어떤경로를 따르게 되는 건가요?
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안녕하세요.
볼록렌즈는 굴절 렌즈의 일종으로, 빛이 렌즈에 진입할 때와 탈출할 때 두 차례 굴절을 경험하며, 이 과정은 스넬의 법칙(Snell`s Law)에 의해 정의됩니다. 이 법칙은 빛이 한 매질에서 다른 매질로 전환할 때 굴절률(refractive index)의 차이에 따라 빛의 경로가 변경된다고 설명합니다.
볼록 렌즈에 평행하게 진입하는 빛은 렌즈의 전면에서 처음 굴절됩니다. 렌즈의 물리적 형태와 굴절률이 빛의 진로를 렌즈의 광축(optical axis) 쪽으로 휘게 만듭니다. 이때, 렌즈의 굴절률이 공기보다 높기 때문에, 빛은 렌즈 중심을 향해 굴절됩니다.
빛이 렌즈 내부를 통과하는 동안, 렌즈의 물질과 두께가 빛의 속도와 경로에 영향을 미칩니다. 볼록 렌즈는 중심이 가장자리보다 두껍기 때문에, 빛은 중심을 향해 더욱 집중되어 굴절됩니다. 또, 렌즈의 후면에 빛이 도달하면 다시 한번 굴절하며 렌즈를 빠져나옵니다. 이 때 빛은 렌즈의 뒤쪽 초점점(focal point)으로 모이게 되며, 이 점은 렌즈의 초점 거리(focal length)에 의해 결정됩니다.