렌즈 시뮬레이션과 광선도 그리기
수렴 렌즈, 발산 렌즈, 오목 거울, 볼록 거울의 상 거리와 배율을 계산하고 작도용 광선 세 개를 그려 보세요.
브라우저에서 사용하는 무료 광학 도구
렌즈와 거울의 광선도 그리기
광학 소자를 선택하고 정확한 값을 입력한 뒤, 가우스 결상 공식과 작도용 광선 세 개로 상을 확인하세요. 계정이나 크레딧이 필요하지 않습니다.
부호 규약: 수렴 소자의 초점 거리는 양수, 발산 소자의 초점 거리는 음수입니다. 상 거리가 양수이면 실상, 음수이면 허상입니다.
- 평행 광선
- 중심 통과 광선 / C 광선
- 초점 광선
상 거리 v
15
배율 m
-0.5
상의 종류
실상
방향과 크기
도립 및 축소
모델: 근축 근사를 적용한 얇은 렌즈 또는 구면 거울에 대해 1/f = 1/u + 1/v와 m = -v/u를 사용합니다. 점선은 허상을 찾기 위해 광선을 뒤로 연장한 선입니다. 초점 부근의 특이점에서는 표시 범위를 제한하지만, 계산된 수치는 그대로 유지됩니다.
SciFig Team 검토 완료업데이트
광선도 — 무엇인가요?
이 렌즈 시뮬레이션 도구는 광학적 상이 형성되는 위치를 계산하고, 그 결과를 설명하는 작도용 광선을 그립니다. 이 도구에서는 수렴 렌즈, 발산 렌즈, 오목 거울, 볼록 거울 중 하나씩 선택할 수 있습니다. 초점 거리, 물체 거리, 물체 높이를 입력하면 기기 내에서 가우스 결상 공식을 풀고 상을 분류합니다. 데이터를 업로드하지 않고 편집 가능한 SVG 또는 PNG로 저장할 수 있습니다.
렌즈와 거울의 광선도 생성기
- 네 가지 광학 소자 — 같은 도구에서 수렴 렌즈, 발산 렌즈, 오목 거울, 볼록 거울을 바꿔 가며 확인하세요.
- 정확한 수치 입력 — 슬라이더와 직접 입력을 함께 사용해 초점 거리, 물체 거리, 물체 높이를 조절하세요.
- 대표 사례 프리셋 — 물체가 2F 바깥, 2F, F 안쪽에 있을 때와 발산 소자 앞에 있을 때를 비교하세요.
- 즉시 상 분류 — 광선도 생성기가 실상과 허상, 정립과 도립, 확대·동일 크기·축소 여부를 보여 줍니다.
- 기기 내 계산 — 계정이나 업로드 없이 브라우저에서 모든 계산을 수행합니다.
- 일관된 기하 계산 — 같은 값을 입력하면 항상 같은 광선 경로와 상의 측정값을 얻습니다.
각 광학 소자의 작도용 광선 세 개
- 평행 광선 — 주축에 평행하게 입사한 뒤 굴절 또는 반사되어 초점을 지나거나, 초점에서 발산하는 것처럼 진행합니다.
- 중심 통과 광선 — 얇은 렌즈의 광학 중심을 지나며 방향이 바뀌지 않습니다. 거울에서는 곡률 중심을 향하는 직선을 따라 입사한 광선이 같은 경로로 되돌아갑니다.
- 초점 광선 — 초점을 지나거나 초점을 향해 입사한 뒤 주축에 평행하게 나아갑니다.
- 주축 — 물체, 소자, 초점, 상의 위치와 부호를 정하는 기준선입니다.
- 물체와 상의 화살표 — 계산된 배율에 따라 방향과 상대적인 높이를 표시합니다.
- 점선 연장선 — 실제 빛의 경로를 나타내는 실선과 구분하여 허상을 표시합니다.
얇은 렌즈와 거울의 공식, 부호 규약, 상 분류
- 가우스 결상 공식 — 얇은 광학 소자 모델에서 1/f = 1/u + 1/v로 부호를 포함한 상 거리를 구합니다.
- 초점 거리의 부호 — 수렴 렌즈와 오목 거울은 양수, 발산 렌즈와 볼록 거울은 음수입니다.
- 상 거리의 부호 — 표시된 규약에서 v가 양수이면 실상, 음수이면 허상입니다.
- 배율 — m = -v/u로 상의 높이를 구하고 정립 또는 도립 여부를 판단합니다.
- 초점에서의 특이점 — u = f이면 상이 무한대에 형성되므로, 상의 화살표 없이 유한한 길이의 평행 광선만 그립니다.
- 내보내기 — 화면의 광선도를 편집용 SVG 또는 학습지, 슬라이드, 보고서용 PNG로 다운로드하세요.
렌즈 시뮬레이션과 광선도 그리기 — 자주 묻는 질문
렌즈 시뮬레이션과 광선도 그리기에 대해 자주 묻는 질문입니다.
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