2016-05-18
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변성천(rg1000)
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가시광선은 매질에 따른 속도가 달라서 렌즈를 만들 수 있다고 알고 있습니다.
그런데, X선은 매질에 따른 속도 변화가 없는가요?
그런데, X선은 매질에 따른 속도 변화가 없는가요?
- 현미경
- 광
- X선
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답변 4
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답변
이응신님의 답변
2016-05-18- 2
가시광선과 동일한 성질을 가지겠지요. 현대의 입자론이 아니라 파동론에 따라 설명한다면 가시광선이 매질에 따라 속도가 달라집니다. 렌즈를 만드는 것과는 조금 어감이 다릅니다. 가시광선이 공기를 통과할 때와 유리(경우에 따라서는 플라스틱)를 통과할 때 속도차이가 납니다. 가시광선의 진행속도가 두 개의 물질 경계면에서 비스듬히 입사할 때 속도차이에 따라 달라져서 경로가 바뀌는 현상을 '굴절'이라고 합니다. 렌즈를 만들 때 가시광선의 속도차이가 어느 점을 중심으로 역전이 일어나도록 일정하게 표면의 기울기를 조절하면 볼록렌즈나 오목렌즈가 됩니다.
그러나 너무 심하게 매질의 속도차를 주도록 두께를 다르게 하면 가시광선을 구성하는 각 파장의 빛이 파장에 따라 굴절률이 달라지므로 꺾이는 정도가 다양하게 나와 백색광선이 아니라 여러 가지 색으로 퍼지는 현상이 일어납니다. (프리즘과 같이 극단적으로 경로차이를 심하게 줄때: 이런 현상을 '분산'이라고 함) 일반적인 렌즈도 두께가 두꺼우면 볼록렌즈나 오목렌즈 모두 가장자리에서 분산이 일어나 색이 번집니다. 이런 현상을 '색수차'라고 하는데 카메라의 렌즈는 색수차가 심하면 컬러사진이 만들어지지 않으므로 오목렌즈와 볼록렌즈 10개 가까이 조합해서 색수차를 없애기도 합니다.
X선도 파동이니까 당연히 X선을 한 곳에 모으기 위해 렌즈도 사용합니다. 그러나 워낙 파장이 짧아 굴절이 심하게 일어나므로 가시광선과 달리 렌즈의 중심과 가장자리 두께 차이를 작게 주어야겠지요. X선도 파동(전자기파)이지만 매질이 없어도 전파가 가능합니다. 그러나 일단 매질로 들어온다면 매질의 특성에 따라 속도가 느려지겠지요. -
답변
김종현님의 답변
2016-05-19- 1
x선이라는것이 단순히 고정된 주파수가 아니라 어떤 주파수 영역을 가리키는 것이기 때문에 각 주파수에 따른 매질에서의 속도차이는 발생하지 않을까 생각합니다.
앞서 답변을 주신 분께서 'X선을 모으기 위해'서 렌즈를 사용하신다고 하셨는데 제가 알기로는 X선의 영역으로 들어가면 렌즈를 사용할 수 없을 것입니다. 보통 진공자외선 보다 짧은 파장을 갖게되면 물질이 전부 흡수하기 때문에 렌즈를 사용할 수 없다고 알고있습니다. (여기서 '렌즈'는 우리가 일반적으로 알고 있는 유리 혹은 어떤 물질의 굴절률을 이용한 렌즈를 지칭합니다) 제 개인적인 경험으로는 118nm까지는 렌즈를 사용해봤지만 그 보다 짧은 경우는 렌즈의 투과율이 좋지 않아서 사용할 수 없었습니다.
도움이 되셨기를.
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답변
이응신님의 답변
2016-05-20- 1
X선도 전자기파의 일종이므로 여러 가지 광학적인 성질을 이용할 수 있습니다. 렌즈를 이용하면 X선도 집광이 가능합니다. X선 영역은 파장이 매우 짧아 가시광선에서 사용하는 렌즈를 이용해서는 집광이나 분산이 어렵습니다. 그래서 프레넬 렌즈를 이용하기도 하고, 회절을 이용하거나 볼록렌즈가 아니라 오목렌즈를 이용해서 집광을 합니다.
매질로 전자기파가 들어가면 진행속도의 변화가 생기는데 X선 영역에서는 가시광선과 다르게 속도 변화가 일어나서 일반 렌즈와는 특성이 달라지기도 합니다. X선 현미경도 나와있는데 렌즈의 특성을 이용해서 만든 제품도 있습니다. 자세한 내용은 X선 렌즈나 X선 현미경을 참조하시기 바랍니다.
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답변
김종현님의 답변
2016-05-24- 1
먼저 좋은 정보에 감사드립니다.
제가 위에서 언급한 '렌즈를 사용할 수 없을 것입니다'라는 표현은 전통적인 의미의 렌즈를 뜻하는 것이었습니다. (문방구에서 팔던 볼록렌즈, 오목렌즈와 같이 빛이 매질을 통과하여 모이거나, 흩어지는 개념의 렌즈입니다.) 그래서 먼저 남긴 답변에도 관련 부분을 수정하였습니다.
좋은 정보에 다시 한 번 감사합니다.
감사합니다. 유익한 정보 많이 얻었습니다.