볼록 렌즈가 다른 파장의 평행 광선을 다른 지점으로 수렴합니까?

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카메라와 렌즈를 공부하기 시작했습니다. 설명을 읽고 볼록 렌즈로 비디오 를 보면서 평행 광선이 초점이라고하는 단일 지점으로 수렴한다는 것을 알게되었습니다.

이제 스넬의 법칙에 따르면, 다른 파장의 빛 (예 : 다른 색상)은 다른 각도로 굴절됩니다. 그래서 다른 색상은 다른 초점을 가지고있는 것 같습니다.

— 가브리엘 스칼라 티
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관련 : 색수차는 무엇입니까? 그리고 chromatic-aberration으로 태그 된 다른 것들 . 일단 그것이 무엇인지 알면 쉽게, 그렇지 않으면 매우 힘들다!

— Philip Kendall

지적 해 주셔서 감사합니다. 다른 질문을 만들기 위해 질문을 편집하겠습니다. 그러나 첫 번째 질문을 마지막에 알리고 의견을 남기고 싶습니다. 다른 사람들에게 유용 할 수 있습니다.

— Gabriele Scarlatti

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볼록 렌즈가 다른 파장의 평행 광선을 다른 지점으로 수렴합니까?

예. 다른 파장의 빛을 분리하는 것을 분산 이라고 합니다. 투명 매질의 굴절률은 주파수에 의존 하기 때문에 다른 파장의 빛이 다른 각도에서 굴절됩니다 . 우리는 종종 크라운 유리, 플린트 유리, 다이아몬드, 물 등과 같은 다른 물질을 "굴절률"을 갖는 것으로 묘사하지만, 그 단일 지수는 단일 파장에서의 굴절을 나타냅니다. 예를 들어, Wikipedia의 굴절률 목록 에서 많은 물질의 지수는 589.29 nm의 파장에서 지정됩니다.

^{다양한 안경의 굴절률 대 파장의 도표. 재료의 분산은 특정 재료에 대한 음영 영역 (광 파장)의 경계에서 굴절률을 통한 선의 경사입니다. 으로 DrBob 에서, 위키 미디어 공용 . CC BY-SA 3.0}

특정 굴절 매질에서의 분산 량 의 하나의 정량화는 그 물질 의 아베 수 (Abbe number) 로 불린다 . 대략 아베 수는 특정 청색 파장에서 물질의 굴절률과 특정 청색 및 적색 파장에서의 굴절률의 차이에 대한 비율이다. Abbe 수가 높을수록 재료의 분산이 적습니다.

분산은 다른 파장의 빛이 다른 초점 거리에 초점을 맞추도록 렌즈에서 종 방향 색수차를 유발하는 것입니다 (또한 색수차 란 무엇입니까? 참조 ).

^{도 시연 종 색수차에 의해 DrBob 에서 위키 미디어 공용 . CC BY-SA 3.0}

이것은 다른 아베 수를 가진 2 개 이상의 유리 조각과 결혼함으로써 수정됩니다. 예를 들어, 무채색 이중선은 플린트 유리 오목 요소를 갖는 크라운 유리 볼록 요소를 사용하여 광학 광 파장의 초점 길이의 변화를 감소시킨다.

^{무색 의해, 색수차를 보정하는 이중 항 DrBob 에서 위키 미디어 공용 . CC BY-SA 3.0}

아포 크로마토 트 및 수퍼 아크 로마 토트 와 같은 다른 교정 요소가 존재한다 .

— 스콧
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물론, 또 다른 전략은 렌즈를 완전히 사용하지 않는 것입니다. 이것이 바로 고급 망원경이 거울을 사용하는 이유 중 하나입니다.

— 누적

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@Acccumulation 실제로. 그러나 좋은 셀카를 찍기 위해 스마트 폰만큼 작은 패키지로 반사 광학 장치를 얻는 것은 실제로 어렵습니다.

— scottbb

@scottbb SLR 렌즈에서는 반사 광학 장치가 굴절 렌즈보다 작고 가벼운 렌즈를 만듭니다. 70 년대와 80 년대에는 꽤 인기가 있었지만 일반적으로 고정 조리개 (DOF 제어 없음)와 보풀이없는 보케로 고통받습니다. .

— J ...

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"고급"에 의해 전문 천문학 자들이 사용하는 것을 의미한다면, 주된 한계는 수차가 아니라 조리개입니다. 유리 렌즈를 크게 만드는 것은 어렵고 자체 무게로 구부러 질 것입니다. (물론 예외가 있습니다 ). 색수차는 대부분의 이미지가 필터로 촬영되기 때문에 천문학에서 그렇게 큰 문제는 아닙니다. 가장 일반적으로 사용되는 광대역의 폭은 약 100nm입니다.

— Davidmh

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별처럼 먼 거리의 물체에서 나오는 빛이 평행 광선으로 렌즈에 도달합니다. 렌즈를 가로 지르면 방향을 바꿔야합니다. 그들은 안쪽으로 구부러집니다. 우리는 라틴어에서 나온 굴절을 뒤로 구부립니다. 이 광선의 흔적을 그릴 수 있습니다. 그들은 원뿔 모양을 추적합니다. 우리가 발견 한 것은 빛의 보라색 원뿔의 정점이 렌즈에 더 가깝게 형성되고 녹색, 노란색, 주황색, 빨간색 등입니다. 즉, 이미지는 다운 스트림이지만 각 색상은 다른 거리에서 형성됩니다. 최악의 경우, 빨간색 투사 거리가 가장 큰 것은 파란색 이미지보다 큽니다. 한 번에 하나의 색상에만 초점을 맞출 수 없습니다. 다른 색상은 초점이 맞지 않습니다. 우리는 이것을 색수차 (color error)라고 부릅니다.

방금 설명한 것은 세로 색 수차입니다. 우리는 서로 반대의 색수차를 갖는 두 개의 렌즈를 함께 끼워 렌즈를 구성함으로써이를 완화 할 수 있습니다. 우리는 무색 이중선을 사용합니다 (색상 오류가없는 경우 영어). 약한 네거티브 (오목)와 결합 된 강한 볼록 (양의 파워) 렌즈. 또한 사용 된 유리는 각각 다릅니다. 이러한 배열은 빨간색과 보라색 정점을 함께 가져옵니다. 우리는 끝나지 않았습니다.

우리는 빨간색과 보라색을 함께 가져 오지만 렌즈 시스템을 통과하는 경로는 여전히 길이가 다르기 때문에 각각의 초점 길이는 좁습니다 (다른). 이것을 가로 색수차라고합니다. 이 초점 거리 차이의 결과, 별을 볼 때 무지개로 둘러싸인 물체가 보입니다.

이제 몇 가지 렌즈를 더 사용하여 모든 색수차를 완화 할 수는 있지만 제거 할 수는 없습니다. 그러나 거울 렌즈는 유리 외부에 은색이 있습니다. 빛은 강력한 대물 렌즈 (메인 렌즈)의 유리를 가로 지르지 않아도됩니다. 따라서 색수차가 없습니다.

그렇게 생각하지 마십시오. 다룰 수있는 5 가지 이상의 수차가 있습니다.

— 앨런 마커스
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예, 그렇습니다. 이것이 색수차 의 원인입니다 . 실제로 두 가지 방식으로 발생합니다. 서로 다른 파장이 다른 거리에 초점을 맞추기 때문에 축 색수차 (종 방향 CA라고도 함)가 발생합니다. 가로 색수차 (또는 가로 CA)는 다른 파장이 다르게 확대되고 왜곡되기 때문에 발생합니다.

그러나 카메라 렌즈는 단순한 렌즈가 아닙니다.이 렌즈는이 렌즈와 다른 수차를 최소화하기 위해 특별히 설계된 여러 가지 요소의 복잡한 조합입니다 (다른 이미지의 경우 어떤 이미지 품질 특성으로 인해 렌즈가 좋은지 나쁜지 참조).

무채색 또는 아포 크로마 틱 으로 지정된 렌즈 는 디자인이 특히 색수차를 최소화하는 데 중점을 두는 지표로, 때로는 "APO"와 같은 렌즈 이름을 갖는 렌즈를 찾습니다 .

— 내 프로필을 읽으십시오
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