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이름 :
사진1장 이야기
제목 :
물체는 빛을 뿌리고, 빛은 모여야 일을 한다.
조회 수 :
7623
추천 수 :
9 / 0
등록일 :
2011.02.26.11:27:50

 

아래 그림(제가 직접 그린 것입니다)을 보고 객관식 문제 2개와 OX 문제 1개를 재미로 풀어 보세요.

틀려도 부담없습니다. 그냥 한번 생각해 보세요. 
 

0.jpg

  

(객관식 문제)  필름(CCD)에 사진이 찍히지 않는 것을 고르세요.

(객관식 문제)  필름(CCD)에 사진이 가장 선명하게 찍히는 것을 고르세요.

(OX 문제) 4번 그림의 경우, 삼각형이 온전하게 모두 찍힌다 (O), 아니다. 반만 찍힌다 (X).


 

 

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먼저 정답부터 요약합니다.

1번은 "그냥" 통과해서 필름에 상이 맺히지 않습니다.
2번은 "알아서" 자~알 통과해서 그래도 사진이 찍힙니다.
1, 2번 그림은 보일러박사님께서 너무 재미나게 해석해 주셨습니다.


3번은 우리가 사용하는 카메라.. 사진 잘 찍힙니다. 제일 선명합니다.
문제는 4번인데..... 반쪽만 찍히는 것이 아니라 온전하게 다 찍힙니다. 다만 3번보다 덜 선명합니다.


문제의 핵심은 아래 문장입니다.
"물체는 사방으로 빛을 뿌리고, 그 빛이 필름의 한곳에 모여야 사진이 찍힌다 (상이 맺힌다)."
그래서 위 각 경우에서 필름에 빛이 모이는지 흩어져 있는지를 검토하면 됩니다.


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먼저 아래 그림1를 보면서 물체에서 나온 빛이 필름에 모이지 않고 흩어지는 경우를 보겠습니다.

 

 1.jpg      

       그림 1.  큰 구멍만 있으면 상이 맺히지 않습니다. 

 

물체(삼각형)에서 편의상 3개의 점광원 A, B, C 만 고려해 봅니다.
먼저 검정색으로 그린 A 광원이 필름에 도달하는 모습을 3가지 광선으로 나타내 봅니다.
A에서 나온 빛은 필름의 1, 2, 3 위치에 도달합니다. 필름에서 흩어져 있습니다.

청색으로 나타낸 B 광원도 필름의 1, 2, 3 위치에 흩어져 도달합니다.
B 광원도 오합지졸인 것은 A 광원과 마찬가지입니다.

빨간색으로 나타낸 C 광원도 필름의 1, 2, 3 위치에 흩어져 도달합니다. 오합지졸...

그림1에서 종합적으로 보면,
필름의 1 위치에는 A, B, C 에서 온 빛들이 혼합되어 있어서 무슨 상을 맺히게 할지 모릅니다.
필름의 2 위치에도 A, B, C 에서 온 빛들이 혼합되어 있어서 무슨 상을 맺혀야 하는지 모릅니다. 
필름의 3 위치도 마찬가지입니다.

그래서 결국 필름에는 제대로 된 상은 안 맺히고, 필름이 타 버리고 맙니다.
우리가 밝은 곳에 실수로 필름을 노출 시킨 경우가 이 경우입니다.
굉장히 단순한 경험을 굉장히 어렵게 설명해서 죄송!!! 합니다.


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이제 작은 구멍이 있는 경우의 광선을 그려봅니다. 

2.jpg

        그림2. 작은 구멍이 있을 때는 필름에 상이 생깁니다.

 

먼저 검정색의 광원A를 보면, 광선 3개 중 중간 것은 구명을 통해 필름 3 위치에 도달하고 나머지 광선은 벽에 막힙니다.
파란색의 광원B도 중간 광선은 구멍을 통해 필름 2의 위치에 도달하고, 나머지 광선은 벽에 막힙니다.
빨간색의 광원 C도 가운데 광선은 구멍을 통해 필름 1 위치에 도달하고, 나머지 광선은 벽에 막힙니다.

그림2를 종합적으로 보면,       
필름의 1 위치에는 C 에서 온 빛만 있어서 C의 상이 맺힙니다.
필름의 2 위치에는 B 에서 온 빛만 있어서 B의 상이 맺힙니다. 
필름의 3 위치에는 A 에서 온 빛만 있어서 A의 상이 맺힙니다. 

그래서 필름에는 제대로 된 물체의 상이 생깁니다.
하지만 빛의 양이 워낙 적어서 이미지는 그렇게 선명하지는 않습니다.

 

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이번에는 큰 구멍에 렌즈를 둔 경우입니다.
우리가 사용하는 카메라입니다. 

3.jpg

        그림3. 큰 구멍에 렌즈를 두면 사진이 선명하게 잘 찍힙니다.

 

먼저 검정색의 광원A를 보면, 광선 3개가 렌즈를 통과해서 필름 3 위치에 모두 도달합니다.
파란색의 광원B 경우, 광선 3개가 렌즈를 통과해서 필름 2 위치에 모두 도달합니다.
빨간색의 광원C 경우, 광선 3개가 렌즈를 통과해서 필름 1 위치에 모두 도달합니다.

그림3을 종합적으로 보면,       
필름의 1 위치에는 C 에서 온 광선 3개만 모여 있어서 C의 상이 선명하게 맺힙니다.
필름의 2 위치에는 B 에서 온 광선 3개만 모여 있어서 B의 상이 선명하게 맺힙니다.
필름의 3 위치에는 A 에서 온 광선 3개만 모여 있어서 A의 상이 선명하게 맺힙니다.

그래서 필름에는 선명한 물체의 상이 생깁니다.
칼자이츠라는 렌즈 회사에서는 이런 것만 연구하겠지요. 

 

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이번에는 사진이 반쪽만 찍힐 것 같은 호기심을 불러 일으키는 경우입니다.
구멍에 반쪽렌즈만 두었을 때 광선을 그려 보겠습니다. 

4.jpg

            그림4. 구멍에 반쪽짜리 렌즈를 두어도 온전한 사진이 찍힙니다.

 

여기까지 오니 이제 광선을 그리는게 익숙해 졌습니다.^^

먼저 검정색의 광원A를 보면, 광선 2개가 렌즈를 통과해서 필름 3 위치에 도달합니다.
제일 밑 광선은 벽에 막힙니다.
파란색의 광원B 경우도, 광선 2개가 렌즈를 통과해서 필름 2 위치에 도달합니다.
제일 밑 광선은 벽에 막힙니다.
빨간색의 광원C 경우도, 광선 2개가 렌즈를 통과해서 필름 1 위치에 도달합니다.
제일 밑 광선은 벽에 막힙니다.

그림4를 종합적으로 보면,       
필름의 1 위치에는 C 에서 온 광선 2개가 모여 있어서 C의 상이 맺힙니다.
필름의 2 위치에는 B 에서 온 광선 2개가 모여 있어서 B의 상이 맺힙니다.
필름의 3 위치에는 A 에서 온 광선 2개가 모여 있어서 A의 상이 맺힙니다.

삼각형 모양이 온전하게 찍힙니다.
다만, 온전한 렌즈 경우에 비해 반쪽짜리 렌즈를 통해서는 통과하는 빛이 1/2 밖에 되지 않아서 사진이 그렇게 선명하지는 않을 겁니다.

 


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사진을 시작하면서 옛날 물리시간에 배웠던 기억을 잠시 떠올려 보았습니다.
렌즈를 통해 세상 풍경이 카메라에 담기는 물리적인 현상이 재미납니다.  
    
이상입니다.

 

 


 

 

 

 

profile
2011.02.26
11:45:47

햐~~~ 대단하십니다. 언제 이런것을 다!! ^^

profile
2011.02.26
11:50:10

핵교 댕길 때... 물리 광학 파트의 기말고사 시험문제 였습니다.

profile
2011.02.26
11:53:03

정보 감사합니다

많이 배우고 갑니다

profile
2011.02.27
17:41:59

많은 배우고 갑니다^^*

profile
2011.02.28
10:32:39

와우~~~~~ 멋진 훌륭한 공부 하고 갑니다!

profile
2011.03.01
00:28:36

멋지게 설명해 주셔서 고맙습니다.

profile
2011.03.11
07:47:02

햐...놀랍니다 대단하십니다

멋진 설명 감사합니다^^

profile
2014.03.13
16:50:35

물리공부 하는것 같습니다

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