[공학][광학] 수차에 대해서 설명과 그림

렌즈는 사물을 확대하여 보는 물체로서 광학적으로 고유한 특성을 가지고 있다.
이를 수차(收差:Aberration)라고 하며 주로 렌즈의 형태와 빛에 의해 발생하는 현상이다. 종류는 모두 5가지 이며 파장의 차이로 생기는 색수차를 제외한 수차를 구면수차라고 하는데 이는 렌즈의 형태에 의해서 나타나는 현상이다.
현미경으로 시료를 관찰할 때 상이 흐려져 보이거나 굴곡져서 보이는 것은 수차 현상 때문이기도 하다.
수차의 종류:

1)구면수차 (球面收差:Spherical Aberration)

-비점수차 (非點收差:Astigmatism)
-왜곡수차(歪曲收差:Distortion Abberation)
-Coma
-상면 만곡 (像面彎曲: curvature of image field)

2)색수차(色收差:Chromatic Aberration)로 나뉜다

각각의 수차에 대해서 알아보자.

①구면수차 (球面收差:Spherical Aberration)

통상 현미경에 쓰이는 렌즈는 형태가 양쪽으로 배가 나온형상이기 때문에 두께가 두꺼운 부분과 앏은부분이 공존하게 된다. 따라서 두꺼운 부분과 앏은 부분을 통과한 빛의 굴절률 또한 달라지며 이런 이유로 아래의 그림과 같이 빛이 한점에서 초점을 맺는 것이 아니라 다른곳에도 초점을 만들게 되어 상이 뿌옇게 보이게 된다. (Blurring Effect)

②비점 수차 (非點收差:Astigmatism)

렌즈의 주축 (중간 부분)으로부터 떨어져 있는 부분을 지나 맺혀지는 결상점이 주축의 수직부분에서 맺히는 결상점과 다른위치에 생기기 때문에 일어나는 현상이다. 아래의 그림과 같이 결상점이 렌즈의 끝부분을 지날 때와 주축부분을 지날 때의 결상점의 위치가 다르다.

③왜곡 수차(歪曲收差:Distortion Abberation)

광축 (O…

④Coma 수차

⑤상면 만곡 (像面彎曲: curvature of image field)

⑥색수차(色收差:Chromatic Aberration)