์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉด์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์กฐ๋ฆฌ๊ฐ(aperture)๋ ์นด๋ฉ๋ผ ๋ ์ฆ์ ์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ , ํ์ดํ ๋ด๊ฒฝ, ๋ ธ์ฆ, ์ ์ฐฝ(porthole), ํ์ ๋ซ๋ฆฐ ๊ตฌ๋ฉ์ฒ๋ผ ๋ฅ๊ทผ ๋ชจ์์ ๋ชจ๋ ๊ฐ๊ตฌ๋ถ๋ฅผ ๋งํฉ๋๋ค. ์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉด์ ์ ๋ฐ๋ก ์ด ์ํ ๊ฐ๊ตฌ๋ถ๊ฐ ์ฐจ์งํ๋ ๋จ๋ฉด์ ๋์ด์ ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ง๋ฆ์ ์ ํํ ๋ฉด์ ์ผ๋ก ํ์ฐํด ์ฃผ๋ฉฐ, ๋น์ด๋ ์ ์ฒด๊ฐ ์ผ๋ง๋ ํต๊ณผํ๋์ง, ์๋ ฅ ์์ค์ ์ด๋ ์ ๋์ธ์ง, ํ์ํ ์ฌ๋ฃ๋์ ์ผ๋ง์ธ์ง ๋ฐ์ง ๋ ๊ผญ ํ์ํ ๊ฐ์ ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ง๋ฆ์ ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ(mm) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ๊ณ ๊ณ์ฐ ๋ฒํผ์ ๋๋ฅด์ธ์. ์ ๊ณฑ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ(mmยฒ)์ ์ ๊ณฑ์ผํฐ๋ฏธํฐ(cmยฒ) ๋จ์์ ๋ฉด์ ์ ๋ฌผ๋ก ๋ฐ์ง๋ฆ๊น์ง ํจ๊ป ์๋ ค ์ค๋๋ค. ์ด ๊ณต์์ ์์ํ ๊ธฐํํ์ ๊ด๊ณ์ด๋ฏ๋ก ์ด๋ค ์ฉ๋์ ์ํ ๊ฐ๊ตฌ๋ถ์๋ ๊ทธ๋๋ก ์ ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
์์ ๋ฉด์ ์ ์์ฃผ์จ(ฯ)์ ๋ฐ์ง๋ฆ์ ์ ๊ณฑ์ ๊ณฑํ ๊ฐ์ ๋๋ค. ๋ฐ์ง๋ฆ์ ์ง๋ฆ์ ์ ๋ฐ์ด๋ฏ๋ก ๊ณต์์ $$A = \pi \left(\frac{D}{2}\right)^2$$ ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ฐ์ง๋ฆ์ ์ ๊ณฑํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฉด์ ์ ์ง๋ฆ์ ์ ๊ณฑ์ ๋น๋กํด ์ปค์ง๋๋ค. ์ฆ ์ง๋ฆ์ด ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ฉด ๋ฉด์ ์ ๋ค ๋ฐฐ๋ก ๋์ด๋ฉ๋๋ค. ์กฐ๋ฆฌ๊ฐ๋ฅผ ์กฐ๊ธ๋ง ๋ํ๋ ๋ค์ด์ค๋ ๋น์ด๋ ์ ์ฒด๊ฐ ํ ๋์ด๋๋ ์ด์ ๊ฐ ๋ฐ๋ก ์ฌ๊ธฐ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ง๋ฆ์ด 50mm๋ผ๊ณ ํด ๋ด ์๋ค. ๋ฐ์ง๋ฆ์ \(50 \div 2 = 25\,\text{mm}\)์ ๋๋ค. ๋ฉด์ ์ $$\pi \times 25^2 = \pi \times 625 \approx 1{,}963.50\,\text{mm}^2$$๋ก, ์ฝ 19.63cmยฒ์ ํด๋นํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด ์ง๋ฆ 100mm์ง๋ฆฌ ์กฐ๋ฆฌ๊ฐ๋ผ๋ฉด ๋ฉด์ ์ ์ฝ 7,854mmยฒ๋ก, ๋ฌด๋ ค ๋ค ๋ฐฐ๋ ํฝ๋๋ค.
๋ฉด์ ๋จ์ ๋ณํ
๊ฐ๊ตฌ๋ถ ๋ฉด์ ์ ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ ๋จ์์ ์ง๋ฆ์ผ๋ก ์์ ํ ๋ ์ ๊ณฑ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ(mmยฒ)๋ก ๊ฐ์ฅ ์์ฐ์ค๋ฝ๊ฒ ํํ๋์ง๋ง, ๋ง์ ์์ฉ ๋ถ์ผ์์๋ ์ ๊ณฑ์ผํฐ๋ฏธํฐ(cmยฒ), ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ(mยฒ) ๋๋ ์ ๊ณฑ์ธ์น(inยฒ)๋ก ๋ฉด์ ์ ๋ณด๊ณ ํฉ๋๋ค. ๋ฉด์ ์ ๊ธธ์ด์ ์ ๊ณฑ์ ๋น๋กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ๊ฐ ๋จ์ ๋ณํ ๊ณ์๋ ํด๋นํ๋ ์ ํ ๊ณ์์ ์ ๊ณฑ์ ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, \(1\,\text{cm} = 10\,\text{mm}\)์ด๋ฏ๋ก \(1\,\text{cm}^2 = 10^2 = 100\,\text{mm}^2\)์ ๋๋ค.
| ์ถ์ฒ | mmยฒ๋ก | cmยฒ๋ก | mยฒ๋ก | inยฒ๋ก |
|---|---|---|---|---|
| 1 mmยฒ | 1 | 0.01 | 0.000001 | 0.00155 |
| 1 cmยฒ | 100 | 1 | 0.0001 | 0.155 |
| 1 mยฒ | 1,000,000 | 10,000 | 1 | 1,550 |
| 1 inยฒ | 645.16 | 6.4516 | 0.00064516 | 1 |
์ฃผ์ ๋ณํ ๊ณ์
- \(1\,\text{cm}^2 = 100\,\text{mm}^2\)
- \(1\,\text{m}^2 = 1{,}000{,}000\,\text{mm}^2 = 10{,}000\,\text{cm}^2\)
- \(1\,\text{in}^2 = 645.16\,\text{mm}^2 = 6.4516\,\text{cm}^2\) (์ ํํ \(1\,\text{in} = 25.4\,\text{mm}\) ๊ธฐ์ค)
ํ์ด ์์
์ง๋ฆ์ด 50mm์ธ ์ํ ๊ฐ๊ตฌ๋ถ๋ฅผ ์๊ฐํด๋ด ์๋ค. ๊ทธ ๋ฉด์ ์ \(A = \pi (50/2)^2 = \pi \times 625 \approx \) 1963.5 mmยฒ์ ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ๋ค๋ฅธ ๋จ์๋ก ํํํ๋ ค๋ฉด ์์ ๊ณ์๋ฅผ ์ ์ฉํ์ธ์:
- cmยฒ๋ก: \(1963.5 \div 100 = 19.635\,\text{cm}^2\)
- mยฒ๋ก: \(1963.5 \div 1{,}000{,}000 = 0.0019635\,\text{m}^2\)
- inยฒ๋ก: \(1963.5 \div 645.16 \approx 3.044\,\text{in}^2\)
๊ฐ์ ๋ฉด์ ์ ๋ฐ์ง๋ฆ(์ง๋ฆ์ ์ ๋ฐ, 25mm)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์์ ๋ฉด์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ก ์ง์ ํ์ธํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ \(A = \pi (25)^2 \approx\) 1963.5 mmยฒ๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
๋ค๋ฅธ ๋จ์๋ ์ธ ์ ์๋์? ๋ค, ์ด ๊ณต์์ ๋จ์์ ๊ตฌ์ ๋ฐ์ง ์์ต๋๋ค. ์ง๋ฆ์ ์ธ์น๋ก ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๋ฉด์ ์ ์ ๊ณฑ์ธ์น๋ก ๋์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ด ๋๋ mmยทcm ํ์๋ ๋ฌด์ํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค.
์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉด์ ์ด F๊ฐ(์กฐ๋ฆฌ๊ฐ ์์น)๊ณผ ๊ด๋ จ์ด ์๋์? ์ฌ์ง์์ ์ ์ฌ๋(entrance pupil)์ ์ง๋ฆ์ ์ด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ F๊ฐ์ผ๋ก ๋๋ ๊ฐ๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ์ด ๋ฉด์ ์ด ์๋์ ์ธ ์ง๊ด๋์ ๊ฒฐ์ ํฉ๋๋ค.
์ ๋ฐ์ง๋ฆ์ด ์๋๋ผ ์ง๋ฆ์ ์ฐ๋์? ๋๋ฆด ๋นํธ๋ ํ์ดํ ๊ท๊ฒฉ์ฒ๋ผ ์ค์ ๋ก ์ง์ ์ธก์ ํ๊ฑฐ๋ ํ๊ธฐ๋๋ ๊ฐ์ ๋๋ถ๋ถ ์ง๋ฆ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋์ ์ง๋ฆ์์ ์ถ๋ฐํ๋ฉด ๋๋์ ํ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ค์ผ ์ ์์ด ๋ ํธ๋ฆฌํฉ๋๋ค.