배율 (Magnification)
쉽게 풀면
돋보기로 글자를 보면 실제보다 크게 보이는데, 이때 얼마나 크게 보이는지를 숫자로 나타낸 것이 배율입니다. 예를 들어 배율이 10배라면 물체가 실제 크기보다 10배 크게 상으로 맺힌다는 뜻입니다. 현미경이나 망원경, 카메라 렌즈 모두 이 배율 값을 통해 얼마나 확대해서 보여주는지를 표시합니다. 배율이 1보다 작으면 오히려 축소된 상이 만들어집니다.
왜 중요한가
현미경이나 망원경 같은 이미징 시스템을 설계할 때는 관찰하려는 대상의 크기에 맞는 배율을 확보하는 것이 가장 기본적인 요구사항입니다. 배율은 단독으로 이미지 품질을 결정하지는 않지만, 해상도나 시야각과 함께 고려되어야 실제로 유용한 상을 얻을 수 있습니다. 이 때문에 이미징광학 논문에서 광학계 사양을 설명할 때 항상 함께 제시되는 값입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
사용한 현미경 대물렌즈가 60배의 배율과 특정 개구수를 가진다는 뜻입니다.
배율을 높이면 시야각이 좁아져서 해상도와 관찰 범위 사이에 절충이 필요하다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
배율은 상의 크기를 물체 크기로 나눈 값으로 정의되며, 렌즈 시스템에서는 물체거리와 상거리의 비율로도 계산할 수 있습니다. 현미경에서는 대물렌즈 배율과 접안렌즈 배율을 곱한 총 배율이 최종적으로 관찰자가 보는 배율이 됩니다. 배율이 커진다고 해서 세부 구조까지 더 잘 보이는 것은 아니며, 실제로 더 작은 구조를 구분하려면 광학해상도가 함께 뒷받침되어야 합니다.
주의할 점
배율을 높이는 것과 해상도를 높이는 것은 다른 문제이며, 해상도의 한계를 넘어서는 배율은 상을 더 크게만 보여줄 뿐 세부 정보를 추가로 제공하지 않는 이른바 빈 배율(empty magnification)이 될 수 있습니다.