1. 광선 (Light Ray, Ray of Light)
ㅇ 빛 에너지가 흐르는 가상적인 선 (광 선속)
* (광선은 물리적으로 존재 않지만, 직진성을 묘사하기에 유용한 방법임)
- 전파하는 빛의 파면에 수직하게, 직진하는 형태의 선
- 매질을 통과할 때, 기하학적인 반사 및 굴절의 법칙을 따르며 직진하는 선
- 파면 상의 한 점이 이동하는 경로
ㅇ (빛을 광선으로 취급하는 학문 : 기하광학)
- 파동성을 갖는 빛을 직선(광선)으로 취급 => 해석 및 설계의 단순화 => 기하광학 적용
2. 광선의 특징
ㅇ 빛은 단일 광선에 의한 직선으로 설명 가능 (직진)
- 빛의 파면에 수직으로 진행
- 광선은 교차 가능하나 서로 영향을 미치지 않음
ㅇ 광선은 되돌릴 수 있음 (반사)
ㅇ 서로 다른 매질 경계면에서 진행방향이 바뀔 수 있음 (굴절)
※ 광선의 진행을 지배하는 3가지 기본 법칙 : (직진, 반사, 굴절 법칙)
3. 광선 다발 (Pencil of Rays, Bundle of Rays)
ㅇ 여러개의 광선들의 집합체를 의미함
ㅇ 영어적으로 세분화하면,
- Bundle of Rays : 광선 다발의 공간적인 관점
- Pencil of Rays : 광선 다발의 평면적인 관점 (슬릿 통과)
. 주광선을 포함한 광선 다발의 단면 (斷面)
ㅇ 한편, 광선다발에 대한 정량적 표현 : 선속 (Flux, 線束)
- 인간 시각 파장대 : 광속 (光束) 또는 광선속 (光線束) 이라고 함
- 모든 복사 광선 : 복사선속 (輻射線束) 이라고 함
4. 주 광선 (principle ray, chief ray)
ㅇ 광 선속(광선 다발) 중 그 중심에 해당하는 광선
ㅇ 조리개의 중심을 통과하는 광선
- 통상, 광축과 어떤 각도를 이루면서, 조리개 중심을 통과하는 광선
. 입사 주광선 : 입사동 중심을 통과하며 입사하는 광선
. 사출 주광선 : 출사동 중심을 통과하는 출사하는 광선
ㅇ 주로, 비점수차,구면수차,왜곡수차 등의 수차는, 주광선에 대해 구해짐
5. 광선 추적 (Ray Tracing)
ㅇ 굴절되는 광선의 진행 경로를 추적하는 일
- 초점거리 및 상이 맺히는(결상되는) 위치를 정량적으로 계산