허상 (광학)

두 다이어그램에서 f는 초점, O는 물체, I는 회색으로 표시된 허상이다. 실선 파란색 선은 (실제) 광선을 나타내고 파선 파란색 선은 실제 광선의 역방향 확장을 나타낸다.

광학에서 물체의 상은 물체에서 나오는 광선의 초점의 집합으로 정의된다. 실상은 수렴 광선에 의해 생성된 초점의 집합인 반면, 허상 또는 버추얼 이미지(virtual image)는 발산 광선의 역방향 확장에 의해 생성된 초점의 집합이다. 다시 말해, 허상은 광학 장치(렌즈, 거울, 또는 일부 조합)에서 나오는 실제 광선을 광선 발산의 인지되거나 겉보기 원점으로 거슬러 올라가서 찾는다.

유사하게 정의되는 가상 물체 개념이 있다. 광선의 전방 확장이 그쪽으로 수렴할 때 물체는 가상이다. 이는 다중 렌즈 시스템 또는 오목 렌즈의 광선 추적에서 관찰된다. 오목 렌즈의 경우, 렌즈를 향해 수렴하는 광선의 전방 확장은 수렴점에 도달하므로 그 점은 가상 물체이다.

(굴절) 렌즈의 경우, 물체의 실상은 렌즈의 반대편에 형성되는 반면, 허상은 물체와 같은 쪽에 형성된다. (반사) 거울의 경우, 실상은 물체와 같은 쪽에 형성되는 반면, 허상은 거울의 반대편 또는 "뒤"에 형성된다. 광학 시스템 다이어그램에서 가상 광선(허상을 형성하는)은 실제 광선의 실선과 대조적으로 점선으로 표시되는 것이 일반적이다.

광선이 실제로 수렴하지 않기 때문에, 허상이 있는 위치에 영사막을 놓아 스크린에 투영할 수 없다. 반대로 실상은 실제 위치에서 수렴하는 광선에 의해 형성되므로 스크린에 투영할 수 있다. 실상은 확산 반사 스크린에 투영될 수 있어 사람들이 상을 볼 수 있다(스크린의 상은 사람의 눈으로 이미지화될 물체 역할을 한다).

 평면 거울은 거울 뒤에 위치한 허상을 형성한다. 광선이 거울 뒤에서 오는 것처럼 보이지만, 광원으로부터의 빛은 거울 앞에만 존재한다. 평면 거울의 상은 확대되지 않으며(즉, 상은 물체와 같은 크기이다) 물체가 거울 앞에 있는 만큼 거울 뒤에 있는 것처럼 보인다.
 오목 렌즈 (가운데보다 가장자리가 더 두꺼운 렌즈) 또는 오목 거울은 허상을 형성한다. 이러한 상은 원래 물체에 비해 크기가 줄어든다. 볼록 렌즈 (가장자리보다 가운데가 더 두꺼운 렌즈) 또는 볼록 거울도 물체가 초점거리 이내에 있으면 허상을 생성할 수 있다. 이러한 상은 확대될 것이다. 대조적으로, 초점거리보다 먼 위치에 있는 볼록 렌즈나 오목 거울 앞에 놓인 물체는 실상을 생성한다. 이러한 상은 물체의 위치가 초점거리의 두 배 이내이면 확대되고, 그렇지 않으면 물체가 이 거리보다 멀면 상은 줄어든다.

 같이 보기 

 초점면
 상면
 렌즈
 정립상

 각주 

분류:기하광학