안녕하세요 망원경의 원리
A.K.A JuN 티스토리입니다.
밤하늘의 별이 어떻게 생겼는지
우주를 바라볼 수 있는
망원경의 원리에 대해서 알아보겠습니다.
망원경의 처음은 조금 멀리 떨어져 있는
사물을 보기 위해 만들어졌으며 이후에는
별을 관측하기 위해 성능 좋은 망원경이 필요해지면서
별을 자세하게 관측할 수 있는
망원경이 만들어지게 되었습니다.
현재 지상에서 가장 큰 천체 망원경은
하와이의 케크 천문대에 있는 망원경으로
20억 광년 거리의 은하를 관찰할 수 있을 정도의
높은 성능을 가지고 있다고 합니다.
망원경의 역사를 짧게 살펴보면
1600년대 초에 시작되었으며
1608년 네덜란드의 안경 생산업자였던
리페르세이가 볼록 렌즈와 오목 렌즈를
서로 결합시키면서 멀리있는 사물을
훨씬 더 잘 볼 수 있다는 것을 시작으로
최초의 망원경이 만들어졌다고 합니다.
최초의 망원경에서 아이디어를 얻은 갈릴레이는
1609년에 직접 망원경을 제작하여
하늘에 있는 달을 관측했다고 합니다.
갈릴레이가 만든 망원경으로는
달의 표면 구조와 목성의 위성도
관찰하였다고 합니다.
갈릴레이가 만든 망원경의 원리는
평볼록 렌즈와 평오목 렌즈를 사용한 것으로
갈릴레이식 망원경으로 불립니다.
갈릴레이식 망원경
갈릴레이식 망원경은
렌즈의 기술에 문제가 있어 좁은 시야를 통해
바라볼 수 있는 한계가 있었으며
이를 보완한 케플러식 망원경이 등장하였습니다.
케플러식 망원경은 볼록 렌즈와
오목 렌즈를 사용하는 것이 아닌
볼록 렌즈 두 개를 사용하여 만드는 것으로
넓은 시야와 높은 배율을 얻을 수 있는 장점이 있으며
오늘날까지 일반적으로 사용되는
망원경은 케플러식 망원경입니다.
망원경의 종류에는 굴절식과
반사식 두 가지 종류로 있으며
다른 원리로 만들어집니다.
먼저 굴절 망원경은 빛의 굴절 현장을
이용하는 것으로 볼록 렌즈인 대물 렌즈와
대안 렌즈로 구성되어 만들어집니다.
대물 렌즈에 의해 형성된 멀리 있는
물체의 실상이 대안 렌즈의 초첨과
대안 렌즈 사이에 있는 렌즈에 배치하는 것으로
대물 렌즈에 의해 형성된 실상이
대안 렌즈의 초첨 안에 비치는 것으로
대안 렌즈에 의해 크게 확대된 허상이 보이는 것으로
빛의 굴절 작용을 원리로 이용한 것입니다.
대물 렌즈와 대안 렌즈 사이의 공간을 경통이라고 하며
경통 내부는 완전히 밀폐되어 있는 공간으로
공기의 흐름이 막혀있기때문에
안정된 상을 얻을 수 있습니다.
그러나 대물 렌즈로 들어오는
서로 다른 빛의 파장이 정확하게 한 점으로 모이지 않아
상 주변에 색이 약간씩 퍼져 보이는
현상이 일어나는 것을 확인할 수 있습니다.
굴절 망원경
굴절 망원경은 갈릴레이식과 케플러식
모두 사용된 원리로 현재 세계에 큰 굴절 망원경은
미국 위스콘신 주 윌리엄스 베이에 있는
여크스 천문대의 망원경으로 렌즈의 반지름이
1m로 대형 굴정 망원경이 있습니다.
반사 망원경은 렌즈 대신
오목 거울을 사용하여 굴절 망원경이 가진
다양한 단점들을 해결한 망원경입니다.
빛을 오목 거울에 받아서 이것을 반사시킨 빛으로
볼록 렌즈에 의해 상을 맺게 하여
굴절 망원경의 상 주변에 색이 퍼지지 않고
잘 모아서 선명하게 보이게 해줍니다.
반사 망원경은 오목 거울을 사용하기 때문에
한쪽 면만 가공하여 사용할 수 있어
굴절 망원경에 비해 저렴하게 제작할 수 있습니다.
반사 망원경은 대체로 구경이 큰 편으로
현재 세계에서 가장 큰 반사 망원경은
하와이 마우나케아에 있는
케크 천문대의 망원경으로 반지름이
10m 정도로 매우 큰 크기를 자랑하고 있습니다.
지상에 큰 망원경이 있듯이
우주를 더욱 잘 볼 수 있도록
만든 우주 망원경도 있습니다.
지상 망원경보다 우주의 더 먼 곳을 바라볼 수 있는
우주 망원경은 지구 대기 외부의 궤도에 배치되어
지상 망원경보다 더 많은 빛을 모으고
더 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다.
우주 망원경은 지상 망원경으로
우주를 관찰했을 때보다
주변의 간섭이 적어 정확하고
깔끔한 이미지를 얻을 수 있다는 장점이 있습니다.
또한 더 넓은 시야를 가지고 있어
한번에 더 넓은 곳을 관찰할 수 있으며
노출 시간이 길어 희미한 물체를
관찰하는 데도 좋은 방법이 될 수 있습니다.
우주 망원경은 지구 궤도에 설치해야하기 때문에
더 많은 비용이 들어가며
특수 장비와 인력이 필요하여
유지보수가 쉽지 않다는 단점이 있습니다.
또한 지구 궤도에 위치하다보니
태양에서 날라오는 방사선에 노출되어
오작동되거나 손상될 확률이 높습니다.
망원경은 우리가 보지 못하던 것을
더 잘 볼 수 있고
가까이서 볼 수 있도록 해주는 고마운 장비로
지금도 새로운 정보를 알려주고 있습니다.