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망원경의 원리는 무엇일까? 알고 보면 간단하다. 돋보기 두개만 있으면 우리도 망원경을 만들 수 있다.

망원경을 발명한 사람은 누구일까요? 각종 연구서와 자료를 쌓아놓고 연구하던 학자냐구요? 아닙니다. 망원경은 네덜란드의 한 안경상인이 렌즈 몇개를 겹쳐가며 풍경을 보다가 만들어낸 작품입니다. 우리도 돋보기 2개로 망원경을 만들어봅시다.

준비물

크기가 다른 돋보기 2개, 마분지, 접착테이프, 가위, 자, 컴퍼스

실험방법

1 마분지로 돋보기 2개 각각에 맞는 원통을 만들고 돋보기를 붙인다.
2 두 원통의 이음새를 만들어 큰 원통에 붙인다.
3 작은 원통을 큰 원통에 끼운다.
4 원통을 움직여 두 돋보기 사이 거리를 조절하면서 멀리 있는 물체를 본다.

우리가 만들어본 망원경은 망원경 중에서도 굴절망원경입니다. 사용한 두 돋보기의 역할을 생각해봄으로써 그 원리를 알아봅시다. 돋보기는 양면이 볼록한 볼록렌즈입니다. 볼록렌즈로 가까운 물체를 보면 확대되어 보이고 멀리 있는 물체는 상하좌우가 바뀐 채 작게 보입니다.

1개의 돋보기를 들고 멀리 있는 물체를 봅시다. 뻗었다, 오므렸다 하면서 눈과 돋보기 사이의 거리를 조절해 보세요. 그러다 보면 멀리 있는 물체가 작고 또렷하게 돋보기 렌즈 안에 맺히는 위치가 있습니다. 돋보기가 멀리 있는 물체에서 오는 빛을 모아주기 때문에 거꾸로 보이기는 하지만 렌즈없이 볼 때보다는 선명합니다.

이 상태에서 눈 앞에 다른 돋보기 1개를 첨가해봅시다. 앞 돋보기에 작고 선명하게 맺혀 있던 상이 눈 가까이로 성큼 다가옵니다. 또한 좀더 크게 보이지요.

물체쪽에 가까운 돋보기를 대물렌즈, 눈 앞의 돋보기를 접안렌즈라고 합니다. '대물렌즈로 멀리 있는 물체에서 오는 빛을 모아 작은 상을 만들고, 접안렌즈로 그 상을 확대해서 본다', 바로 이것이 굴절망원경의 원리입니다.

그렇다면 보다 밝고 큰 상을 보려면 어떻게 해야 할까요? 대물렌즈의 크기가 클수록 빛을 더 많이 모을 수 있기 때문에 보다 밝은 상을 볼 수 있습니다. 또한 접안렌즈의 크기가 작을수록 렌즈면이 더 볼록해서 보다 확대된 상을 볼 수 있습니다.

그러나 접안렌즈가 무조건 작다고 좋은 것은 아닙니다. 대물렌즈가 작아서 빛이 조금만 모아진 경우에는 오히려 많이 확대될수록 더 흐릿해지니까요. 따라서 빛을 모으는 대물렌즈의 크기에 적절한 접안렌즈를 선택해야 합니다.

대물렌즈의 크기를 굴절망원경의 '구경'이라고 합니다. 구경은 망원경 선택의 중요한 기준이 되는데 망원경을 만들 때 대물렌즈의 크기는 정해지지만 접안렌즈의 크기는 여러 종류를 바꿔 끼울 수 있도록 되어 있기 때문입니다.

망원경의 종류에는 굴절망원경 외에도 반사망원경, 전파망원경 등이 있습니다. 반사망원경은 빛을 모을 때 대물렌즈가 아니라 오목거울로 모은다는 점이 굴절망원경과 다릅니다. 전파망원경은 멀리 떨어진 별에서 오는 전파로 그 별에 대한 정보를 알아냅니다.