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광학 망원경


1. 정의


  • 우리가 물체를 볼 때 사용하는 빛(가시광선)을 이용한 망원경을 광학 망원경이라고 한다.


2. 굴절 망원경


  • 렌즈를 이용해 빛을 모으는 망원경
  • 원리 : 대물렌즈로 빛을 모은 다음 접안렌즈로 상을 확대하여 본다.
  • 특징 : 상이 깨끗하고 흔들림이 적지만 렌즈의 가공이 어렵고 가격이 비싸다. 렌즈에서 빛이 굴절할 때 색수차가 나타난다.

굴절 망원경과 그 원리


◇ 색수차

- 빛이 렌즈를 통과할 때 파장에 따라 굴절률이 다르기 때문에 한 점에서 초점을 맺지 못하고 상이 흐려지는 현상

- 이를 보정하기 위하여 굴절망원경에 색지움 렌즈를 사용한다.


색수차


3. 반사 망원경


  • 거울을 이용해 빛을 모으는 망원경
  • 원리 : 주 거울과 보조 거울로 빛을 모은 다음 접안렌즈로 상을 확대하여 본다.
  • 특징 : 렌즈에 비해 가공이 쉽고 가격이 저렴하며 색수차가 없다는 장점이 있으나, 상의 흔들림이 나타난다.

반사 망원경과 그 원리


전파 망원경


1. 구조


  • 전자기파에서 파장이 긴 2~150 mm의 영역(전파)을 이용해 천체를 관측하는 망원경
  • 전파를 모으는 안테나, 전파를 검출하고 측정하는 수신기,천체의 전파 정보를 처리하고 저장하는 기록계로 이루어져 있다.


2. 특징


  • 멀리 있거나 온도가 낮은 천체도 관측 가능하며, 대기의 흡수 또는 기상 상태에 따른 영향을 적게 받는다.
  • 천체에서 오는 전파 신호가 매우 약하고, 긴 파장의 전자기파를 사용하므로 분해능이 떨어져 대규모로 제작해야 하는 단점이 있다.

전파 망원경으로 관측한 우리 은하


3. 간섭계


  • 전파 망원경을 2대 이상 연결해 전파 신호의 간섭 현상을 이용하는 방법으로 보다 정밀한 관측을 수행할 수 있다.




우주 망원경


1. 정의


  • 대기권 밖에서 천체를 관측하는 망원경


2. 종류


  • 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경(적외선), 컴프턴 우주 망원경(감마선)


◇허블 우주 망원경

- 지름 2.4 m, 길이 13 m의 반사 망원경으로, 고도 600 km 상공에서 지구를 돌면서 천체를 관측하는 우주 망원경이다.

- 가시광선과 자외선 및 적외선 일부 영역에서 이루어진 정밀 관측은 천문학의 수준을 한 단계 끌어올려 주었다.


허블 우주 망원경 허블 우주 망원경이 촬영한 독수리 성운


3. 특징


  • 대기의 영향을 받지 않기 때문에 모든 전자기파 영역에서 천체를 관측할 수 있다.
  • 대기의 흔들림이 없어 선명한 영상을 얻을 수 있다.
  • 매우 희미한 천체도 장시간 노출을 통해 관측이 가능하다.



관련문제

문제

01

전파 망원경에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

선택지

① 광학 망원경보다 분해능이 좋다.

② 온도가 낮은 천체를 관측하기에 용이하다.

③ 가시광선보다 지구 대기의 영향을 적게 받는다.

④ 전파 영역의 전자기파를 검출하는 관측 장비이다.

⑤ 2개 이상의 망원경을 연결하여 간섭계를 구성할 수 있다.

정답 :

해설 :

전파 망원경은 광학 망원경보다 분해능이 떨어진다. 전파 망원경은 광학 망원경에 비해 대기와 날씨의 영향을 적게 받는다. 또한 온도가 매우 낮은 천체를 관측하기에 용이하다. 하지만 전파는 가시광선에 비해 파장이 매우 길기 때문에 망원경의 분해능이 떨어진다. 이로 인해 2개 이상의 전파 망원경을 연결해 간섭계를 구성하기도 한다.

문제

01

그림 (가)와 (나)는 두 종류의 광학 망원경이다. (가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것은?

<보기>

광학 망원경

선택지

① (가)는 굴절 망원경, (나)는 반사 망원경이다.

② (가)는 렌즈, (나)는 거울을 이용해 빛을 모은다.

③ (가)는 (나)에 비하면 대형 망원경 제작이 어렵다.

④ (가)와 (나)는 관측하는 파장 영역이 서로 다르다.

⑤ (가)와 (나)는 모두 지름이 클수록 집광력이 커진다.

정답 :

해설 :

망원경의 집광력은 지름(구경)의 제곱에 비례한다. (가)는 거울을 이용해 빛(가시광선)을 모으는 반사 망원경이고, (나)는 볼록 렌즈를 이용해 빛(가시광선)을 모으는 굴절 망원경이다. 굴절 망원경은 지름(구경)이 커질수록 제작 비용이 더 많아지고 색수차의 문제가 생겨 대형화하기 어려운 반면, 반사 망원경은 상이 덜 안정적이지만 대형 망원경으로 제작하기 쉬운 장점이 있다.


① (가)는 반사 망원경, (나)는 굴절 망원경이다.

② (가)는 거울, (나)는 렌즈를 이용해 빛을 모은다.

③ (가)는 (나)에 비해 대형 망원경 제작이 용이하다.

④ (가), (나) 모두 가시광선 영역에서 관측한다.

참고서 연관목차

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  1. 1.소중한 지구

    1. 1 . 행성으로서의 지구

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    3. 3 . 아름다운 한반도

  2. 2.생동하는 지구

    1. 1 . 고체 지구의 변화

    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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