개념 한 쪽
수준측량 기구는 광학 부품과 조정 장치가 결합되어 정확한 시준과 판독을 가능하게 한다고 이해한다. 앨리데이드의 기포관 설치와 렌즈의 합성 구조는 각각 정확도와 상의 선명도를 확보하는 핵심 요소라고 인식한다.
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출제기준 단원 「기계, 기구 구조」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 앨리데이드 조정 요소 판별 | 1 | 기포관과 자의 관계 등 앨리데이드 올바른 조정 조건을 가리기 |
| 광학 결함 보정 목적 판단 | 1 | 렌즈 조합의 주된 목적이 색수차 제거인지 판단하기 |
| 대물렌즈 역할 확인 | 1 | 데오돌라이트 대물렌즈에 합성렌즈를 쓰는 이유를 묻기 |
앨리데이드는 평판측량에서 시준을 위해 사용하는 장치로 자(Scale), 시준판, 기포관으로 구성된 도구라고 설명한다. 올바른 조정을 위해서는 자의 끝이 직선이어야 하고 시준판이 자의 밑면에 대해 앞뒤로 또는 좌우로 기울지 않아야 한다고 정의한다. 기포관은 자의 밑면과 평행하게 설치되어야 하며, 기포관축이 자의 밑면에 수직이어서는 안 된다고 명확히 서술한다.
렌즈 설계는 결상 결함을 줄이는 방향으로 진행된다고 이해한다. 단일 렌즈는 파장에 따라 굴절률이 달라 색수차를 발생시키므로, 서로 다른 분산 특성을 가진 유리를 조합하여 색수차를 상쇄시키는 것이 핵심 목적이라고 기술한다. 이로 인해 백색광을 사용할 때도 특정 색의 초점 차이를 줄여 선명한 상을 얻는 것이 가능하다고 설명한다.
광학 기기에서는 단순 확대나 밝기 개선과 달리 수차 보정이 성능 확보의 주요 목표라고 정리한다. 데오돌라이트의 대물렌즈에 합성렌즈를 사용하는 주된 이유는 구면수차와 색수차 같은 수차를 보정하여 선명한 상을 얻기 위함이라고 언급한다. 합성렌즈는 여러 렌즈를 조합해 각 렌즈가 가지는 결함을 상호 보완하게 구성된다고 기록한다.
기구 구성과 조정 문제는 각 부품의 기능과 설치 방향을 기준으로 판단하면 된다고 정리한다. 기포관의 배치, 시준판의 직각 유지, 합성렌즈의 수차 보정 목적 등은 측량기구의 성능을 좌우하는 기본 요소이므로 이를 기준으로 보기의 옳고 그름을 판단해야 한다고 권고한다.
앨리데이드 조정 관련 문항에서는 '기포관축이 자의 밑면에 수직이어야 한다'는 문항이 흔한 오답 유도이므로, 기포관은 자의 밑면과 평행하게 설치되어야 한다고 확인하면 정답을 선택한다. 광학 관련 문항에서는 '합성렌즈는 밝기나 시력 보호가 주된 목적'이라는 보기가 나오면 색수차 제거가 실제 목적이므로 오답으로 판단한다. 데오돌라이트의 대물렌즈 채택 이유도 수차 보정이 핵심이므로 확대나 정립 허상과 관련된 보기는 배제한다.
망원경에 재질이 다른 유리를 조합한 렌즈를 사용하는 주된 이유는?
정답 ④ · 문항은 왜 망원경에서 서로 다른 재질의 유리를 조합한 렌즈를 사용하는지 그 주된 이유를 묻고 있다. 단일 유리 렌즈는 파장에 따른 굴절률 차이로 색수차가 발생하므로, 상이한 분산 특성을 가진 유리를 조합해 색수차를 상쇄함으로써 화상 품질을 개선한다.
단일 렌즈는 파장에 따라 굴절률이 달라 색수차를 발생시키므로, 서로 다른 분산 특성을 가진 유리를 조합하여 이를 상쇄시킨다.
다음 중 앨리데이드 검사와 조정으로 알맞지 않은 것은?
정답 ③ · 앨리데이드(Alidade)의 검사와 조정 조건에서, 기포관축은 앨리데이드의 자(Scale)의 밑면에 평행해야 하며 수직이 되어서는 안 됩니다. 자의 밑면이 평판과 완전히 밀착된 상태여야 하므로 기포관은 이 밑면과 평행하게 설정되었을 때 수평을 정확히 유지할 수 있습니다.
앨리데이드 기포관축은 자의 밑면과 평행해야 하며, 수직이어야 하는 것은 아니다.
데오돌라이트(Theodolite)의 대물렌즈를 합성렌즈로 사용하는 주된 이유는?
정답 ② · 데오돌라이트의 망원경에 사용되는 대물렌즈는 빛을 모아 상을 맺는 역할을 합니다. 단일 렌즈를 사용할 경우, 렌즈의 구면 형상이나 빛의 파장(색상) 차이로 인해 초점이 일치하지 않아 상이 흐려지는 '구면 수차'와 '색 수차'가 발생하게 됩니다.
단일 렌즈의 구면 수차와 색 수차를 보정하여 선명한 상을 얻기 위해 대물렌즈를 합성렌즈로 사용한다.
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