별과 우주

분해능이 큰 망원경?

by 조영우 posted Oct 08, 2007 Views 17091 Likes 0 Replies 0
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천체망원경의 성능을 나타내는 용어 중 분해능(Resolving power)은 "어떤 광학 장비가 두 물체를 분해해서 볼 수 있는 정도"를 말합니다. (그 정도를 각도로 표현한 것이 각분해능인데 우리는 보통 각도만 취급하기 때문에 각분해능을 간편하게 분해능이라고 표현하겠습니다.)사람의 눈이든 망원경이든 모든 광학 장비는 두 물체가 "최소한 몇 도 이상은 떨어져 있어야" 두 물체로 인식할 수 있습니다. (이것은 빛의 회절 현상 때문에 발생합니다.) 이 최소 각이 그 광학 장비의 분해능입니다.

분해능이 0.01도인 천체망원경을 예로 들어보겠습니다. 이 망원경은 0.01도보다 더 멀리 떨어져 있는 두 물체는 따로 두 물체로 분해해서 인식할 수 있지만, 0.01도보더 더 가까이 붙어 있는 두 물체는 두 물체로 인식하지 못하고 하나의 물체로 봅니다. 그렇다면, 이 망원경이 두 물체를 구분하여 볼 수 있는 최소각이 0.01도인 것이며, 그렇기 때문에 이 망원경의 분해능은 0.01도입니다.

그렇다면 분해능이 작은 망원경과 큰 망원경 중 어떤 것이 더 좋은 망원경일까요? 좀 더 가까이 붙어 있는 물체들도 구분해서 보여주는 망원경이 더 좋은 망원경이라는 데에는 이견이 없을 것입니다. 그렇다면, 분해해서 볼 수 있는 최소 각이 더 작은 망원경이 더 좋은 망원경입니다. 분해해서 볼 수 있는 최소각이 분해능이라고 정의되어 있으니까, 분해능이 작은 망원경이 더 좋은 망원경입니다.

그런데, 유감스럽게도 분해능에 대한 표현이 무척 다양하며, 게다가 상충되기까지 합니다. 망원경의 성능과 관련하여 학생들이 질문하러 가져오는 문제들의 대부분이 이런 표현에 문제를 갖고 있습니다. 분해능이 큰 망원경일수록 물체를 더 세밀하게 잘 보여준다는 표현도 있으니 학생들은 혼동스럽습니다. 아마 분해능이 크다는 것을 분해능이 더 좋다는 의미로 해석한 듯 하지만, 그것이 실제와 상충한다는 것이 문제입니다.

혼동의 핵심을 비켜가기 위해 '분해능이 좋다 또는 나쁘다'의 표현도 고려할만 합니다. 하지만, 분해할 수 있는 최소각의 크기와의 관계는 여전히 숙제로 남습니다.


푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/



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