수리논술, 이게 다다.

논술 이차곡선의 반사 성질

강의 노트

점선은 빛이 실제로 지나가지 않는 연장선이다.

* 포물선

포물선의 반사 성질: 축과 평행하게 입사 → 초점에 모임. 축과 평행하게 들어온 빛은 반사되어 초점에 모이고, 초점에서 출발한 빛은 반사되어 축과 평행하게 나간다.
포물선의 반사 성질: 초점에서 출발 → 축과 평행하게 반사. 축과 평행하게 들어온 빛은 반사되어 초점에 모이고, 초점에서 출발한 빛은 반사되어 축과 평행하게 나간다.

* 타원

타원의 반사 성질: 안쪽의 F₁에서 출발 → F₂에 모임. 안쪽의 한 초점에서 출발한 빛은 반사되어 다른 초점에 모인다. 바깥에서 한 초점을 향해 입사한 빛은 다른 초점에서 나온 듯 반사된다. 점선은 실제 빛이 지나가지 않는 연장선이다.
타원의 반사 성질: 바깥에서 F₁을 향해 입사 → F₂에서 나온 듯 반사. 안쪽의 한 초점에서 출발한 빛은 반사되어 다른 초점에 모인다. 바깥에서 한 초점을 향해 입사한 빛은 다른 초점에서 나온 듯 반사된다. 점선은 실제 빛이 지나가지 않는 연장선이다.

* 쌍곡선

쌍곡선의 반사 성질: F₁을 향해 입사 → F₂에 모임. 오른쪽 가지에서 반사시킬 때 왼쪽 초점 F₁을 향해 입사한 빛은 오른쪽 초점 F₂에 모인다. 반대로 F₂에서 출발한 빛은 F₁에서 나온 듯 반사된다. 점선은 실제 빛이 지나가지 않는 연장선이다.
쌍곡선의 반사 성질: F₂에서 출발 → F₁에서 나온 듯 반사. 오른쪽 가지에서 반사시킬 때 왼쪽 초점 F₁을 향해 입사한 빛은 오른쪽 초점 F₂에 모인다. 반대로 F₂에서 출발한 빛은 F₁에서 나온 듯 반사된다. 점선은 실제 빛이 지나가지 않는 연장선이다.

TMI. 카세그레인 망원경카세그레인 망원경의 기본형은 포물면 모양의 큰 거울과 쌍곡면 모양의 작은 거울을 함께 사용한다. 축을 포함하는 평면으로 자른 두 거울의 단면은 각각 포물선과 쌍곡선의 일부가 된다.축과 평행하게 들어온 별빛은 큰 거울에서 반사되어 포물선의 초점 F1\displaystyle F_1을 향한다. 빛이 F1\displaystyle F_1에 도달하기 전에 작은 거울에 닿도록 하고, 쌍곡선의 두 초점을 F1\displaystyle F_1과 F2\displaystyle F_2로 잡으면 빛은 다시 반사되어 F2\displaystyle F_2에 모인다. 쌍곡선의 To F1  →  To F2\displaystyle \mathrm{To}\ F_1 \;\to\; \mathrm{To}\ F_2를 이용한 것이다.F2\displaystyle F_2를 큰 거울 뒤에 두고, 큰 거울의 가운데에 구멍을 내어 빛이 통과하게 한다. 이 구조를 쓰면 초점거리가 긴 망원경도 비교적 짧은 경통으로 만들 수 있다.

카세그레인 망원경의 빛 경로: 포물면 거울에서 F₁을 향해 반사된 빛이 볼록한 쌍곡면 거울에서 다시 반사되어, 큰 거울의 구멍을 지나 F₂에 모인다.
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