오일과 분해능과의 관계 자료가 있군요.


오늘 오후 내내 열심히 찾았습니다. 그랬더니 간단한 자료가 하나 나오는군요. 렌즈설계의 현미경편에 나옵니다. 오일을 넣어주면 NA 값이 증가하고 입실론(광의적 의미의 분해능) 좋아진다는 뜻입니다. 한번씩 이 교재를 보기는 했는데 현미경편에 나와 있어서 보지를 못했습니다. 현미경의 대물렌즈에서는 분해능을 올리기 위해 ‘오일 침투 대물렌즈’가 있는 모양입니다.

사실 제가 아스트로피직스에 왜 오일을 넣었는가를 생각한 것은 단순한 발상이 아니었고, 제가 오일을 좀 알기 때문이었습니다. 낙동강은 윤활유의 실험방법과 특성에 대해서 웬만한 기기분석과 화학적 특성 용어는 다 압니다. 과거에 망원경에 오일이 들어간다는 사실을 처음 알았을 때

‘어! 망원경 렌즈에도 오일이 들어가나? 이건 왜 들어가지?’

라고 호기심을 가졌습니다. 화공과 출신이고, 나다 회원인 최모군이 언젠가 낙동님은 어떻게 화학분석 기기를 다 아느냐고 물어 본 적이 있었습니다. 그게 별것 있나요? 저의 오랜 경험 때문이지요. 돈도 안되는 경험이었지만...지가 오일에 대해서 엄청 고생하고 실험을 했기 때문이었습니다. 믿구나 말구나... 냉동기에는 냉동기유가 들어있습니다. 이 냉동기유는 자동차 윤활유와는 비교가 되지 않게 품질이 엄격해야합니다. 자동차 윤활유는 10000km 주행마다 교환이 가능하지만, 냉장고 에어콘 냉동기유는 몇십년이고 제품 수명이 다할 때까지 교환이 불가능합니다.  

그 오일 분석 실험중에 ‘굴절율 실험’이란 것이 있었습니다. 즉 오일을 가혹조건에서 장기간 실험하고 난 뒤에 그 오일이 열화됨에 따라 물성치가 변하게 되는 것을 굴절율변동으로 체크를 하게 됩니다. 아마 이런 측정기기는 국내에서도 몇 군데 없을겁니다. 유체의 물성치가 변동되면 굴절율이 민감하게 변동한다는 이야기이지요.

그 때부터 낙동강은 왜 유체는 열화됨에 따라 굴절율이 변할까를 골똘히 고민했던 것이니....그 때 오일이 들어 있는 시험관으로 바라본 여사원의 얼굴과 빈 시험관으로 바라본 여사원의 얼굴의 분해능은 달랐던 것이니...

아뭏던 위 그림 내용으로 봐서 현미경에는 분해능을 올리기 위해서 오일을 침투시킨 대물렌즈를 사용하는 모양입니다. 이와같이 유체(공기, 물, 오일)는 온도에 따라 물성치가 변하고 물성치에 따라 굴절율이 변하게 됩니다. 오일은 통상 펜실바니아 광유 기준으로 굴절율 1.5정도가 나옵니다.
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그럼 아스트로피직스에서는 왜 오일을 넣었을까요? 분명한 목적에 대해서는 저도 잘 모르겠습니다만 그 원리를 보건데 분해능의 상승 효과는 있다는 거지요. 그러나 장점과 더불어  단점도 존재하기 마련입니다. 만약 장점만 있다면 타 메이커가 적용을 안 할리 없겠지요.
아마 자료를 더 찾아보면 망원경의 적용 사례도 나올지도 모르겠습니다.