에어리 원반 (Airy Disk)
한 줄 정의: 원형 구멍을 지난 빛이 회절해 만드는 가운데 밝은 원반과 둘레 고리 무늬예요.
쉽게 풀면
에어리 원반은 빛이 둥근 렌즈나 구멍을 지날 때 생기는 회절무늬의 가운데 밝은 원이에요. 완벽한 렌즈라도 한 점을 정확히 한 점으로 모을 수 없고, 이렇게 작은 원반과 희미한 고리로 퍼져요. 조지 에어리(George Airy)가 이론적으로 설명해 이름이 붙었어요.
왜 중요한가
광학 시스템이 얼마나 작은 점까지 만들 수 있는지를 보여 주는 기준이에요. 카메라 화소 크기와 렌즈 조리개 선택에도 영향을 줘요.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"F수가 커질수록 에어리 원반이 커져 화소 크기를 넘어서면서 이미지 선명도가 떨어졌다."
조리개와 회절 번짐의 관계를 설명한 예예요.
조금 더 깊게 보면
에어리 무늬는 원형 개구에 대한 프라운호퍼 회절의 결과로, 세기 분포가 베셀 함수로 표현돼요. 첫 어두운 고리의 각반지름은 약 1.22λ/D이고, 전체 빛의 약 84%가 가운데 원반에 모여요. 결상면에서의 원반 지름은 대략 2.44λN(N은 F수)으로 계산돼요. 수차가 있으면 무늬가 퍼지거나 비대칭이 돼요.
주의할 점
점퍼짐함수는 모든 광학계의 점 결상 분포를 가리키는 일반 개념이고, 에어리 원반은 수차 없는 원형 개구일 때 나오는 특정 모양이에요.