볼록 렌즈의 효율성

Question

빛이 볼록 렌즈를 통과하기 전후에 광원의 강도를 측정 할 때 두 강도 값은 이론적으로 동일해야합니까? 즉, 볼록 렌즈는 경로 만 변경하여 입사되는 모든 광자를 캡처하고 전송할 수 있습니까? 아니면 빛의 특성 (예 : 주파수)에 따라 빛을 포착하는 볼록 렌즈의 능력이 있습니까?

이 질문에 대한 명확한 답을 찾지 못했습니다.

감사합니다.

Answer 1

이론적으로는 그렇습니다. 그러나 실제로는 아닙니다.

• 렌즈는 굴절 요소이므로 투과 강도를 감소시키는 프레 넬 반사 가 항상 있습니다.

• 렌즈의 재질이 완벽하게 투명하지 않으며 흡수로 인해 일부 강도가 손실됩니다.

• 표면이 완벽하지 않으며 빔에서 약간의 강도가 산란됩니다.

렌즈의 투과 효율은 다음과 같습니다.

$$ T = 1 - R - S - A $$

어디 $R$ 반영된 분수, $A$ 렌즈의 흡수율이고 $S$ 부피 또는 표면 산란 이벤트에 의해 빔에서 산란 된 부분입니다.

굴절률을 추정 할 수 있습니다. $n=$1.5, 흡수 계수 $\alpha=$0.02cm$^{-1}$ 그리고 두께 $d=$1cm.

$$ T \approx 1 - 2\left( \frac{n-1}{n+1} \right)^2 - \left( 1 - e^{-\alpha d}\right) $$

• 두 번째 항은 두 개의 정상적인 입사 반사를 가정하지만 경우처럼 순차적이 아닌 전체적으로 감소를 적용합니다.
• 세 번째 용어는 투명한 재료에 대해 합리적인 값을 사용하는 Beer Lambert 법칙입니다.

$$ T \approx 1 - 0.08 - 0.02 \approx 0.9 $$