주왕이구나..
홈페이지에서 보게 되니 또 반갑네.
주왕이가 지구과학을 수강하고 있었구나..
2학년을 안 가르치다보니 그런 거까진 몰랐다..
궁금해 하는 점에 대해 답변을 해주마.
1. 반사 망원경의 초점거리의 측정법은 어떻게 됩니까?
반사망원경의 초점 거리를 굳이 측정하고 싶니? 망원경 경통에 쓰여 있는데..^^
굳이 알고 싶다면, 초점비와 구경, 또는 건판척도를 이용하는 방법이 있다.
첫째, 구경(D)과 초점비(F수)를 이용하여 측정하는 법
초점비 = 초점거리/구경
이라는 점을 이용하여, 초점비와 구경이 주어지면 초점거리를 구할 수 있지.. 초점비(F수)가 8이고 구경이 10cm인 망원경(대물렌즈 또는 대물경)의 초점거리는 80cm란다.
둘째, 건판척도를 이용하는 법
건판척도는 사진에서 1mm의 거리가 하늘에서 몇 도에 해당하는지를 나타내는 것으로서(건판척도를 거꾸로 정의하는 경우도 있으니 주의),
건판척도 = 57.3/초점거리
(건판척도의 단위는 도, 초점거리의 단위는 mm)
이다. 예를 들어 달을 촬영했다고 하자. 달은 태양과 마찬가지로 하늘에서 0.5도의 각도를 보인다. 사진에 찍힌 달의 지름을 재어 보았더니 5mm였다고 해보자. 그러면 건판척도는 0.5/5 = 0.1이 된다. 이 망원경으로 촬영하면 사진의 1mm는 하늘의 0.1도에 해당하는다는 의미이다. 그러면 이제 망원경의 초점 거리를 구할 수 있다.
초점거리 = 57.3/건판척도 = 57.3/0.1 = 573 (mm)
2. 망원경의 경통 입구를 손으로 가린다면..
왜 어두워지기만 하고 손의 상은 보이지 않을까...
줌렌즈가 부착된 카메라가 있다면 그것으로 실험해 보렴.. 가까이 있는 창문에 얼룩이 있다고 해보자. 카메라의 뷰파인더를 보면서 창문의 얼룩에 초점을 맞추면 얼룩이 아주 잘 보일거다. 그런데, 렌즈를 조작하여 아주 먼 거리에 초점이 맞도록 하면 운동장에서 축구하는 학생들의 모습이 보일 뿐 얼룩은 보이지 않는다.
마찬가지로 태양을 관측할 수 있도록 접안렌즈의 위치가 조정되어 있는 망원경 입구를 손으로 막는다고 할 때, 태양의 상은 선명하지만 손의 상은 보이지 않는다. 망원경의 접안렌즈 위치를 조정하여 무한대의 거리에 있는 태양의 상이 맺히도록 설정된 경우에는 가까이 있는 손의 상은 초점면에서 완전히 흩어져서 상으로서 보이지 않는 거다. 상이 흩어져 사라지는 건 실제로 망원경을 조작해 보면 알 수 있다. 망원경을 이용하여 별을 찾아 보렴. 무한대 거리의 별이 보이도록 접안렌즈 위치가 조정되어 있다면 그 땐 별이 선명하게 잘 보일거다. 하지만 접안렌즈의 위치를 변경하면 별의 상이 점점 더 커지면서 흐려지는 게 보일 거다. 그러다가 접안렌즈의 위치를 매우 많이 변경하면 그 때엔 별이 있는지 없는지 알 수조차 없게 된다.
3. 북극성을 기준으로 하는가?
그건 광축을 맞추는 것이 아니라 극축을 맞추는 거다. 광축을 맞추는 건 대물렌즈 또는 거울의 각도를 조절하여 초점이 광학적으로 완전한 곳에 맺히도록 하는 고난이도의 작업이다.
극축을 맞출 때는 북극성을 기준으로 하는 것이 아니라 천구의 북극을 기준으로 한다. 알고 있다시피 북극성은 천구의 북극으로부터 어긋나 있지.. 그런데 문제는 천구의 북극을 어떻게 찾는가이다. 이 부분이 가장 까다롭지만 여러가지 극축 맞추기 방법들이 개발되어 있다.
극축맞추기를 제대로 하지 않으면 지구의 자전축과 적도의의 회전축이 일치하지 않게 되고, 그 결과 망원경은 지구의 자전 효과를 보상하지 못함으로써 별을 제대로 추적하지 못하게 된다.
4. F수
초점비(F수)는 초점거리를 구경으로 나눈 거다.
초점거리가 클수록 배율이 커지는데, 배율이 크면 시야가 좁아지고 그래서 상이 어둡게 보인다. 반면 구경이 클수록 더 많은 빛을 모을 수 있고 상이 더 밝게 표시된다. 초점비를 나타내는 식의 분자는 상을 어둡게, 분모는 상을 밝게 하는 셈이다. 그러니 초점비가 클수록 상이 어두워지고 작을수록 상이 밝아지는 거다.
5. 분해능
분해능은 두 물체를 두 물체로 인식할 수 있는 능력을 의미한다. 두 물체 A와 B가 둘 사이의 간격을 유지하면서 우리한테서 멀어진다고 해보자. 그러면 A와 B 사이의 간격은 일정한데도 불구하고 우리 눈에는 두 물체 사이의 각도가 점점 줄어드는 것처럼 보인다. 그러다가 매우 멀어지면 두 물체가 마치 하나로 포개어져 있는 것처럼 보이게 되는 거다. 이렇게 되면 두 물체를 두 물체로 인식하지 못하고 한 물체로 인식하게 되는 거지.
분해능은 수치로 나타내는데, 이 수치는 두 물체를 두 물체로 인식할 수 있는 최소의 각도를 의미한다. 예를 들어, 망원경의 분해능이 0.001도라면, 이 망원경으로 볼 때 0.001도 떨어져 있는 물체들은 두 개의 독립적인 물체로 보이지만, 그보다 작은 각도로 떨어져 있는 물체들은 하나의 물체로 보이게 된다. 이 각도를 분해 각도라고 한다.
그런데, 분해능을 표현할 때 많은 사람들이 무척이나 많이 혼동스러워 한다. '분해능이 크다'는 것은 무엇을 의미할까? 분해 각도가 큰 것을 의미하기 때문에 분해능이 안좋은 망원경일까? 아니면 분해능력이 크다는 것을 의미하는 것이라고 봐서 분해능이 좋은 망원경이라고 해야 할까?
이런 혼동을 유발할 수 있기 때문에 분해능이 크다 또는 작다라는 표현은 하지 않는 것이 천문학적인 관례다. 분해능이 좋다(우수하다) 또는 나쁘다(떨어진다)로 표현하거나, 분해 각도가 작다 또는 크다로 표현해주는 것이 좋다. 분해 각도가 작을수록 분해능이 우수한 망원경이다.
지구과학은 아주 훌륭한 과목이다. 내 전공이라 그리 말하는 것일 수도 있겠다만.. ^^ 선진국일수록 지구과학은 국가 전반에서 중요한 위치를 차지한다. 지구과학 분야의 직업에 관심이 있다면 열심히 해서 훌륭한 지구과학자가 되기 바란다.
아차 서명 빼먹을 뻔 했네.. ^^
[ 푸른행성의 과학 - http://www.skyobserver.net/ ]
홈페이지에서 보게 되니 또 반갑네.
주왕이가 지구과학을 수강하고 있었구나..
2학년을 안 가르치다보니 그런 거까진 몰랐다..
궁금해 하는 점에 대해 답변을 해주마.
1. 반사 망원경의 초점거리의 측정법은 어떻게 됩니까?
반사망원경의 초점 거리를 굳이 측정하고 싶니? 망원경 경통에 쓰여 있는데..^^
굳이 알고 싶다면, 초점비와 구경, 또는 건판척도를 이용하는 방법이 있다.
첫째, 구경(D)과 초점비(F수)를 이용하여 측정하는 법
초점비 = 초점거리/구경
이라는 점을 이용하여, 초점비와 구경이 주어지면 초점거리를 구할 수 있지.. 초점비(F수)가 8이고 구경이 10cm인 망원경(대물렌즈 또는 대물경)의 초점거리는 80cm란다.
둘째, 건판척도를 이용하는 법
건판척도는 사진에서 1mm의 거리가 하늘에서 몇 도에 해당하는지를 나타내는 것으로서(건판척도를 거꾸로 정의하는 경우도 있으니 주의),
건판척도 = 57.3/초점거리
(건판척도의 단위는 도, 초점거리의 단위는 mm)
이다. 예를 들어 달을 촬영했다고 하자. 달은 태양과 마찬가지로 하늘에서 0.5도의 각도를 보인다. 사진에 찍힌 달의 지름을 재어 보았더니 5mm였다고 해보자. 그러면 건판척도는 0.5/5 = 0.1이 된다. 이 망원경으로 촬영하면 사진의 1mm는 하늘의 0.1도에 해당하는다는 의미이다. 그러면 이제 망원경의 초점 거리를 구할 수 있다.
초점거리 = 57.3/건판척도 = 57.3/0.1 = 573 (mm)
2. 망원경의 경통 입구를 손으로 가린다면..
왜 어두워지기만 하고 손의 상은 보이지 않을까...
줌렌즈가 부착된 카메라가 있다면 그것으로 실험해 보렴.. 가까이 있는 창문에 얼룩이 있다고 해보자. 카메라의 뷰파인더를 보면서 창문의 얼룩에 초점을 맞추면 얼룩이 아주 잘 보일거다. 그런데, 렌즈를 조작하여 아주 먼 거리에 초점이 맞도록 하면 운동장에서 축구하는 학생들의 모습이 보일 뿐 얼룩은 보이지 않는다.
마찬가지로 태양을 관측할 수 있도록 접안렌즈의 위치가 조정되어 있는 망원경 입구를 손으로 막는다고 할 때, 태양의 상은 선명하지만 손의 상은 보이지 않는다. 망원경의 접안렌즈 위치를 조정하여 무한대의 거리에 있는 태양의 상이 맺히도록 설정된 경우에는 가까이 있는 손의 상은 초점면에서 완전히 흩어져서 상으로서 보이지 않는 거다. 상이 흩어져 사라지는 건 실제로 망원경을 조작해 보면 알 수 있다. 망원경을 이용하여 별을 찾아 보렴. 무한대 거리의 별이 보이도록 접안렌즈 위치가 조정되어 있다면 그 땐 별이 선명하게 잘 보일거다. 하지만 접안렌즈의 위치를 변경하면 별의 상이 점점 더 커지면서 흐려지는 게 보일 거다. 그러다가 접안렌즈의 위치를 매우 많이 변경하면 그 때엔 별이 있는지 없는지 알 수조차 없게 된다.
3. 북극성을 기준으로 하는가?
그건 광축을 맞추는 것이 아니라 극축을 맞추는 거다. 광축을 맞추는 건 대물렌즈 또는 거울의 각도를 조절하여 초점이 광학적으로 완전한 곳에 맺히도록 하는 고난이도의 작업이다.
극축을 맞출 때는 북극성을 기준으로 하는 것이 아니라 천구의 북극을 기준으로 한다. 알고 있다시피 북극성은 천구의 북극으로부터 어긋나 있지.. 그런데 문제는 천구의 북극을 어떻게 찾는가이다. 이 부분이 가장 까다롭지만 여러가지 극축 맞추기 방법들이 개발되어 있다.
극축맞추기를 제대로 하지 않으면 지구의 자전축과 적도의의 회전축이 일치하지 않게 되고, 그 결과 망원경은 지구의 자전 효과를 보상하지 못함으로써 별을 제대로 추적하지 못하게 된다.
4. F수
초점비(F수)는 초점거리를 구경으로 나눈 거다.
초점거리가 클수록 배율이 커지는데, 배율이 크면 시야가 좁아지고 그래서 상이 어둡게 보인다. 반면 구경이 클수록 더 많은 빛을 모을 수 있고 상이 더 밝게 표시된다. 초점비를 나타내는 식의 분자는 상을 어둡게, 분모는 상을 밝게 하는 셈이다. 그러니 초점비가 클수록 상이 어두워지고 작을수록 상이 밝아지는 거다.
5. 분해능
분해능은 두 물체를 두 물체로 인식할 수 있는 능력을 의미한다. 두 물체 A와 B가 둘 사이의 간격을 유지하면서 우리한테서 멀어진다고 해보자. 그러면 A와 B 사이의 간격은 일정한데도 불구하고 우리 눈에는 두 물체 사이의 각도가 점점 줄어드는 것처럼 보인다. 그러다가 매우 멀어지면 두 물체가 마치 하나로 포개어져 있는 것처럼 보이게 되는 거다. 이렇게 되면 두 물체를 두 물체로 인식하지 못하고 한 물체로 인식하게 되는 거지.
분해능은 수치로 나타내는데, 이 수치는 두 물체를 두 물체로 인식할 수 있는 최소의 각도를 의미한다. 예를 들어, 망원경의 분해능이 0.001도라면, 이 망원경으로 볼 때 0.001도 떨어져 있는 물체들은 두 개의 독립적인 물체로 보이지만, 그보다 작은 각도로 떨어져 있는 물체들은 하나의 물체로 보이게 된다. 이 각도를 분해 각도라고 한다.
그런데, 분해능을 표현할 때 많은 사람들이 무척이나 많이 혼동스러워 한다. '분해능이 크다'는 것은 무엇을 의미할까? 분해 각도가 큰 것을 의미하기 때문에 분해능이 안좋은 망원경일까? 아니면 분해능력이 크다는 것을 의미하는 것이라고 봐서 분해능이 좋은 망원경이라고 해야 할까?
이런 혼동을 유발할 수 있기 때문에 분해능이 크다 또는 작다라는 표현은 하지 않는 것이 천문학적인 관례다. 분해능이 좋다(우수하다) 또는 나쁘다(떨어진다)로 표현하거나, 분해 각도가 작다 또는 크다로 표현해주는 것이 좋다. 분해 각도가 작을수록 분해능이 우수한 망원경이다.
지구과학은 아주 훌륭한 과목이다. 내 전공이라 그리 말하는 것일 수도 있겠다만.. ^^ 선진국일수록 지구과학은 국가 전반에서 중요한 위치를 차지한다. 지구과학 분야의 직업에 관심이 있다면 열심히 해서 훌륭한 지구과학자가 되기 바란다.
아차 서명 빼먹을 뻔 했네.. ^^
[ 푸른행성의 과학 - http://www.skyobserver.net/ ]
