망원경은 어떻게 그 멀리있는 곳까지 볼 수 있을까요?

Question

사람눈으로는 엄청 먼거리를 어떻게 망원경은

그렇게 먼곳까지 볼 수있는걸까요?

미래에는 지금보다 더 멀리 볼 수 있을까요????

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

광학망원경은 그 종류에 따라 다르지만 대물렌즈로 상을 만들고 접안렌즈로 상을 확대하여 보게 됩니다.

또 일부 망원경은 돋보기와 같은 볼록렌즈 2개를 이용하여 확대에 확대를 하여 보여주기도 합니다.

이렇게 광학식 망원은 빛의 굴절을 이용하여 확대하는 것인데요, 대물렌즈의 크기에 따라 차이가 있지만 분명 한계가 존재합니다.

그래서 천체관측에는 전자망원경을 이용하기도 합니다.

이는 전파 안테나를 이용하여 천체로부터 오는 전파를 작은 전파 안테나에 집중시켜 전기 신호로 바꿔 상을 보여주는 형태입니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

갈릴레이가 직접 만든 망원경은 어떤 구조였을까?

갈릴레이는 항상 평볼록 렌즈와 평오목 렌즈를 사용하여 망원경을 만들어 사용하였는데, 이것을 갈릴레이식 망원경이라고 한다.

그러나 이 망원경은 렌즈의 기술에 문제가 있어 시야가 좁다는 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하여 등장한 것이 케플러식 망원경이다. 이 망원경은 갈릴레이식처럼 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 사용하지 않고 볼록 렌즈 두 개를 사용하여, 시야가 훨씬 넓고 높은 배율을 얻을 수 있게 만들어졌다. 오늘날 일반적으로 사용하는 것은 이런 케플러식 망원경이다.

굴절 망원경과 반사 망원경

망원경은 굴절식과 반사식 두 종류가 있다.

굴절 망원경은 빛의 굴절 현상을 이용하는 망원경이다. 굴절 망원경은 둘 다 볼록 렌즈인 대물 렌즈와 대안 렌즈로 구성되어 있다.

굴절 망원경은 대물 렌즈에 의해 형성된, 먼 곳에 있는 물체의 실상이 대안 렌즈의 초점과 대안 렌즈 사이에 있도록 렌즈를 배치한다. 즉, 대물 렌즈에 의해 형성된 실상이 대안 렌즈의 초점 안에 있으므로 대안 렌즈에 의해 크게 확대된 허상이 보이는 것이다. 이러한 모든 과정이 빛의 굴절 작용으로 이루어진다.

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굴절 망원경에 의한 상의 확대 원리

이 대물 렌즈와 대안 렌즈 사이의 공간을 경통이라고 하는데, 이 경통 내부는 완전히 밀폐되어 있어 공기의 흐름이 발생하지 않으므로 안정된 상을 얻을 수 있다. 그러나 문제는 대물 렌즈로 들어오는 서로 다른 색의 빛들이 정확하게 한 점으로 모이지 않아서 색이 상 주변에서 약간씩 퍼지는 현상이 일어난다는 점이다.

앞에서 이야기한 갈릴레이식 망원경과 케플러식 망원경이 모두 이 굴절 망원경에 해당한다. 현재 세계에서 가장 큰 구경을 가진 굴절 망원경은 미국 위스콘신 주 윌리엄스 베이에 있는 여크스 천문대의 망원경으로 렌즈의 반지름이 1m 정도나 되는 대형 망원경이다.

이에 비해 반사 망원경은 렌즈 대신 오목 거울을 사용하여 굴절 망원경이 갖는 여러 가지 문제를 해결하였다. 즉, 빛을 오목 거울에 받아서 이것을 반사시킨 빛으로 볼록 렌즈에 의해 상을 맺게 하여 굴절 망원경의 상 주변에서 색이 퍼지는 문제를 해결한 것이다.

Answer 3

안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.

볼록 렌즈를 이용해서 망원경이 만들어 집니다. 물체에서 나오는 빛을 볼록렌즈를 거쳐 빛의 굴절을 이용하여 초점을 맞추기 때문에 많은 빛을 얻기위해 대물 렌즈의 지름이 커지고 초점거리를 길게합니다.

망원경의 성능은 빛의 회절 현상을 극복하는가에 달려있습니다. 이를 분해능이라고 하는데

아무리 배율이 높더라도 이 문제가 해결되지 않으면 희미하게 보입니다.

(두점을 분간할 수 있는 정도)

Answer 4

망원경은 렌즈, 반사거울 등을 이용하여 물체로부터 나오는 빛을 모아 상을 만들고,

이 상을 접안렌즈로 확대하여 실제보다 크게 보이도록 합니다.

현재도 과거보다 더 멀리 보고 있으므로,

미래에도 현재보다 더 멀리 볼 수 있습니다.