확대경의 배율은 어떻게 계산하나요?
비구면 렌즈는 여러 관점에서 이상적인 확대경입니다. 결합된 렌즈로 사용하면 이미지 왜곡이 없습니다(직사각형 격자는 확대 후에도 직사각형 격자로 유지됩니다). 렌즈가 두 눈으로 물체를 볼 수 있을 만큼 충분히 크다면 시야는 입체적입니다.
배율을 계산하려면 다음 공식을 사용합니다. M(배율) = 이미지 높이 ÷ 물체 높이. 공식에 데이터를 넣고 풀어보세요. 답이 1보다 크면 이미지가 확대되었다는 뜻입니다. 답이 0과 1 사이라면 이미지가 물체보다 작다는 뜻입니다.
배율은 어떻게 결정하나요?
렌즈의 초점 거리는 렌즈 중심에서 광선이 초점에서 수렴하는 지점까지의 거리입니다. 돋보기로 빛을 모아 개미를 태운 적이 있다면, 이런 광경을 본 적이 있을 것입니다. 학업 문제에서는 종종 이런 광경이 주어집니다. 현실 세계에서는 때때로 렌즈 자체에 이 정보가 라벨로 표시되어 있는 것을 볼 수 있습니다.
확대하려는 물체와 렌즈 사이의 거리와 렌즈의 초점 거리를 알고 있다면, 렌즈 방정식을 사용하여 이미지까지의 거리를 쉽게 찾을 수 있습니다.
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표시된 각도는 입사 광선과 표면의 법선 사이의 각도입니다.
스팟 크기
지금까지 우리는 렌즈와 스크린의 한 지점에 들어오는 조도와 파워를 찾는 방법과 스크린에 구멍을 뚫는 데 필요한 최소 조도를 찾는 방법을 배웠지만, 스크린에 보이는 지점의 크기에 대해서는 실제로 많이 논의하지 않았습니다. 세 개의 확대경과 독서용 안경에 대한 데이터를 살펴보면 각 렌즈마다 지점의 크기가 다르다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 다른 지점 크기는 무엇을 나타내며, 지금까지 관찰한 조도나 다른 것에 영향을 미치나요? 특정 렌즈가 주어졌을 때 실제로 볼 지점 크기를 예측할 수 있나요? (1)을 활용하면 다음과 같이 렌즈의 배율을 찾을 수 있습니다.
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핸드헬드 돋보기
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키체인 돋보기
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보석 확대경
돋보기의 배율 공식
물체와 눈 사이에 돋보기를 두면 물체를 눈에 더 가까이 옮길 수 있고, 눈은 가장 뚜렷한 시야 거리에서 형성되는 가상 이미지에 초점을 맞출 수 있습니다. 일반 배율 M은 이미지에 대한 각도 θ' 와 물체에 대한 각도 θ 의 비율입니다 .
확대경은 초점 거리가 250mm 미만인 모든 양의 렌즈입니다. 렌즈가 제공하는 대략적인 배율 M은 초점 거리를 250으로 나누어 계산합니다.
방정식: M= θ'/θ =(250mm/f)
예를 들어 초점거리 50mm 렌즈는 M = 250/50 = 5×의 배율을 제공합니다.
프레넬 렌즈의 배율 공식
얇은 렌즈 방정식에서 M = θ'/θ =(250mm/f) +1 ,
무한대의 가상 이미지에 대해 참입니다. 프레넬 렌즈는 일반적으로 물체를 약간 확대하는 데 사용됩니다. 일반적으로 프레넬 렌즈 내에서 전체 물체를 한 번에 볼 것으로 예상하므로 렌즈는 길이와 너비 모두 물체 크기의 1.2배 또는 1.5배여야 합니다. 그래서 방정식은 +1 입니다 . 얇은 렌즈 방정식에 따르면 초점 거리가 80mm인 엽서 크기의 확대경은 4배의 힘을 갖게 됩니다.
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