에어리 원반

에어리 원반 (Airy disk) 은 회절 현상에 의해 생기는, 점광원의 이미지가 완벽하게 한 점으로 맺히지 않고 나타나는 회절 패턴이다. 이상적인 광학 시스템(예: 망원경, 현미경)을 통해 점광원을 관찰할 때 나타나는 중심의 밝은 원반 모양의 이미지와 주변의 희미한 고리들로 구성된다.

이 원반은 영국의 천문학자 조지 비델 에어리(George Biddell Airy)의 이름을 따서 명명되었으며, 에어리는 이 현상을 수학적으로 처음 설명했다. 에어리 원반의 크기는 광학 시스템의 조리개 크기와 빛의 파장에 의해 결정된다. 조리개가 작을수록, 빛의 파장이 길수록 에어리 원반은 더 커진다.

에어리 원반의 중심 원반은 전체 에너지의 약 84%를 포함하며, 이를 '에어리 원반' 또는 '중심 원반'이라고 부른다. 주변의 고리들은 점차 희미해지며, 이미지의 해상도를 제한하는 요인이 된다. 두 점광원이 너무 가까이 있으면, 각각의 에어리 원반이 겹쳐져 두 점을 구별하기 어려워지는데, 이를 레일리 한계(Rayleigh criterion)라고 한다. 레일리 한계는 광학 시스템의 이론적인 해상도를 결정하는 중요한 기준이 된다.

에어리 원반은 천문학, 현미경, 사진술 등 다양한 분야에서 중요한 개념으로 활용된다. 예를 들어, 망원경의 성능을 평가하거나, 현미경으로 미세한 구조를 관찰할 때 에어리 원반의 크기를 고려하여 해상도를 높이는 방법을 연구한다.