갈릴레오식 망원경의 시야가 좁은 까닭

[황원욱]

갈릴레오식 망원경의 시야가 좁은 까닭에 대한 명쾌한 해답이 있어 소개합니다. 이글을 읽고 느낀점은 역시 광학은 광로를 잘 그려야 한다는 것을 느꼈습니다.

원문: http://www.skyobserver.net/zbxe/qna_faq_astro/31937
갈릴레오식 망원경의 시야가 좁은 까닭
오늘날 굴절망원경에 흔히 사용되는 케플러식 망원경은 대물렌즈의 초점거리 바깥에 볼록한 접안렌즈를 설치하는 반면, 갈릴레오식 천체 망원경은 대물렌즈의 초점 거리 안쪽에 오목한 접안렌즈를 설치하여 관측하도록 설계되었습니다. 두 망원경 모두 대물 렌즈로서 볼록 렌즈를 사용합니다. 그 결과 케플러식 망원경으로 관찰할 때에는 시야의 상하좌우가 뒤집히지만 갈릴레오식 망원경으로 관찰할 때에는 시야가 뒤집어지지 않다는 편리한 점이 있습니다. 하지만, 갈릴레오식 망원경은 시야가 좁다는 단점을 가지고 있습니다. 케플러식 망원경에 비해 갈릴레오식 망원경의 시야가 좁은 까닭은 다음 그림을 통해 이해할 수 있습니다. 아래 그림은 크기를 갖는 매우 멀리 있는 물체를 갈릴레오식 망원경과 케플러식 망원경으로 관찰한 사례를 나타낸 것입니다. 물체가 매우 멀리 있기 때문에, 물체의 각 부분에서 출발한 빛은 망원경의 대물렌즈에 평행하게 입사하고 있습니다. 선은 빛의 경로를 나타냅니다. 물체의 상부에서 출발한 빛은 푸른 색의 선, 하부에서 출발한 빛은 붉은 색의 선, 물체의 중앙부에서 출발한 빛은 노란 색의 선으로 대략 표시되어 있습니다. 이 그림을 통해 알 수 있듯이, 물체의 상부(푸른 색) 및 하부(붉은 색)에서 출발하여 대물렌즈에 큰 각도로 입사하는 빛은 갈릴레오식 망원경에서 접안렌즈로 사용된 오목렌즈에 의해 시야의 가장자리 쪽으로 더 크게 굴절되어 시야를 벗어납니다. 이 경우, 갈릴레오식 망원경으로는 물체의 상부와 하부를 관찰할 수 없으며 중앙부만 관찰 가능한 것입니다. 그래서 갈릴레오식 망원경의 시야가 좁은 것입니다.

<갈릴레오식 망원경의 빛 모으기>

반면, 케플러식 망원경의 경우, 물체의 상부와 하부에서 출발한 빛도 접안렌즈로 사용된 볼목렌즈에 의해 시야의 중앙 쪽으로 모아지며, 그 결과 관측자는 물체의 상부부터 하부까지 전체를 관찰할 수 있습니다. 이 때문에 케플러식 망원경이 갈릴레오식 망원경에 비해 시야가 더 큰 것입니다.

<케플러식 망원경의 빛 모으기>

참고 문헌
• Optics of the Singlet Refractor: Galileo vs Kepler, http://www.pacifier.com/~tpope/Galilean_Optics_Page.htm, 이 싸이트는 시야의 크기 차이를 포함하여 두 광학계의 여러 차이점을 실제 촬영 결과를 이용하여 설명하고 있습니다. 
• 빛 모으기와 빛의 경로, http://skyobserver.net/zbxe/astro_obs/32453
 
 

[남태근]

시야각과 정립상 까지,아주 쉽게 설명되어 있네요
그 시대에 망원경을 만든것만해도 존경스럽습니다

[류춘욱]

뒤집어져 불편해도 밝고 넓게 보이는 케플러식이 좋다고 애들에게 두루뭉수리로 설명했는데 요렇게 가르치면 쉽겠습니다.

[류춘욱]

갈릴레오식----->갈릴레이식. 케플러식. 이지 요하네스식 이라 않듯이.

[황원욱]

갈릴레이씨 성명이 갈릴레오 갈릴레이였군요. 전 갈릴레이 갈릴레오인줄 알았습니다. 별생각없이 복사했는데 역쉬 예리하십니다.

[황원욱]

저두 첨에는 갈릴레이식 아이피스가 오목렌즈라 광로를 보면 시야가 넓어진다고 생각했는데 왜 시야가 좁아지는지 잘 이해를 못했는데 요걸보고 이해가 쉽게 됐습니다. 검색의 승리라고 해야하나요 ㅋㅋ