등대 렌즈 (프레넬 렌즈)
Lighthouse Fresnel lens
등대 불빛은 어떻게 수십 km 밖 바다의 배까지 닿을까요?
무슨 일이 일어났나
1822 년 오귀스탱 프레넬이 만든 등대 렌즈는 지금도 세계 여러 등대에 쓰입니다(FSU 자기장 연구소).
이 렌즈는 등불 위아래로 유리 프리즘 고리를 겹겹이 둘러, 사방으로 퍼지는 빛을 꺾어 한 줄기 밝은 빛으로 모읍니다 — 겉모습이 등불을 품은 커다란 유리 벌집 같습니다(FSU).
시뮬레이터에서 불빛(물체)을 볼록 렌즈의 초점(50 cm)에 두면 나간 빛이 나란해져 상이 생기지 않고 빛줄기가 퍼지지 않은 채 멀리 갑니다 — 55 cm 로 밀면 5.5 m 앞에 모이고, 45 cm 로 당기면 다시 퍼집니다.
프레넬 렌즈 전에는 등대가 거울로 빛을 반사해 가까운 거리에서만 보였지만, 프레넬 렌즈 불빛은 20 마일(약 32 km) 넘게 떨어진 곳에서도 보입니다(FSU).
📸 진짜 모습
불러오는 중…📸 사진해남 구 목포구 등대의 꼭대기로, 등명기를 받치도록 2 층으로 지은 등롱부 위에 둥근 지붕과 풍향계가 얹혀 있습니다.
출처: 국가유산청 · 공공누리 제1유형(출처표시) · 기관 누리집 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 무대 조명 가운데 앞 유리에 동그란 계단 홈이 새겨진 것은 프레넬 렌즈로, 등대 렌즈처럼 빛을 모아 무대를 비춥니다.
- 밤바다에서 멀리 등대 불빛이 한 줄기로 쭉 뻗어 보이는 것은, 등불 빛을 렌즈가 나란하게 모아 내보내기 때문입니다.
어떤 부품이 무엇을 하나
- 등불(광원) — 렌즈 한가운데, 초점 자리에 놓여 사방으로 빛을 냅니다.
- 가운데 볼록 렌즈 부분 — 등불에서 앞으로 나간 빛을 꺾어 나란한 빛줄기로 만듭니다 — 시뮬레이터의 볼록 렌즈입니다.
- 위아래 유리 프리즘 고리 — 등불 위아래로 비스듬히 나간 빛까지 꺾어 같은 방향으로 보내, 한 줄기 밝은 빛에 보탭니다.
- 등불이 렌즈 한가운데 초점 자리에서 빛을 사방으로 냅니다.
- 앞으로 나간 빛은 가운데 볼록 렌즈 부분을 지나며 꺾여 나란해집니다(시뮬레이터: 물체 거리 = 초점 거리 50 cm).
- 위아래로 새던 빛은 유리 프리즘 고리에서 꺾여 같은 방향으로 모입니다.
- 모인 빛줄기는 거의 퍼지지 않아 20 마일(약 32 km) 넘는 바다까지 닿습니다.
확인된 값
- 프레넬 (Augustin-Jean Fresnel) 이 오늘날 세계 등대에 쓰이는 렌즈를 만든 해
- 1822 출처
- 프레넬 생몰 해 (1788 년 5 월 10 일 프랑스 브로이 출생 · 1827 년 7 월 14 일 사망)
- 1788–1827 출처
- 프레넬 렌즈는 등불 위아래에 유리 프리즘 고리를 둘러 만든다
- rings of glass prisms 출처
- 빛을 꺾고 모아 밝은 빛줄기로 만든다
- bright beam 출처
- 겉모습은 등불을 가운데 품은 커다란 유리 벌집 같다
- glass beehive 출처
- 프레넬 렌즈 전에는 등대가 거울로 빛을 반사했다
- mirrors 출처
- 프레넬 등대 렌즈 불빛이 보이는 거리 — 20 마일(약 32 km) 넘게
- 32187 m 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 전자기와 양자 · 빛과 정보 통신 [12전자02-02]
- 한국 2022 · 고급 물리학 · 광학 [12고물03-01]
출처
이어서 보기
같은 단원 · 빛의 반사와 굴절
- 개념오목 거울과 볼록 거울
- 개념볼록 렌즈와 오목 렌즈
- 개념눈이 초점을 맞추는 법 (눈의 조절)
- 개념빛의 반사 (반사 법칙)
- 개념빛의 직진
- 개념평면거울의 상
- 개념실상과 허상
- 개념빛의 굴절 (스넬 법칙)
- 개념정반사와 난반사
- 개념렌즈가 상을 맺는 자리 (렌즈 방정식)
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