프리즘 효과 (Prismatic effect) 및 프렌티스 규칙 (Prentice’s Rule) 계산

빛이 프리즘 (Prism)을 통과할 때 굴절되기 때문에 뇌는 빛에 의해 전달된 이미지를 실제 위치와 다른 위치에서 보게 된다.

프리즘이 빛을 굴절 시키는 힘을 프리즘 파워 (프리즘 효과) 라 하며, 이 때 굴절된 변위를 측정할 수 있다. 단위는 프리즘 디옵터 (Δ) 이다.

1 프리즘 디옵터 (Δ)는 수평으로 1미터 거리에서 빛의 수직 위치를 ​​1 cm 만큼 바꾼다는 의미이다.

 

그림 1. 프리즘 효과

 

(식 1) 프리즘 파워 Δ = 수직 변위 (cm) / 프리즘으로부터의 수평 거리 (m) = x (cm) / y (m)

 

예를 들어, 광원이 프리즘에서 300 cm 떨어져 있을 때 프리즘은 빛을 9 cm 변위시킬 때 프리즘의 파워를 구해보자.

Δ =  x cm / y m = 9 / 3 = 3 Δ 이다.

 

주어진 렌즈에 존재하는 프리즘 파워는 디옵터 (diopter, dpt, D) 단위의 렌즈 파워에 편심량 (mm 단위)을 10으로 나눈 값으로 구하며, 이를 프렌티스 규칙 (Prentice’s Rule) 이라 한다.

 

(식 2) 프리즘 파워 Δ = F x d / 10

 

여기서,

Δ  = 프리즘 파워 (프리즘 효과)

d = 편심량 (mm), 렌즈의 광학 중심으로부터의 거리

F = 렌즈의 파워 (dpt, D)

이다.

 

렌즈의 파워, F (diopter) :

편심량, d (mm) :

     

프리즘 파워, Δ :

 

예를 들어, +3.00 D 구면 렌즈의 광학 중심에서 4 mm 떨어진 곳에 유도되는 프리즘을 구해보자.

Prentice의 법칙을 적용하면, F = +3.00, d = 4.0 mm 이다.
Δ = F x d /10 = 3.00 x 4 / 10 = 1.2 Δ 이다.