2026년 5월 고3 전국연합학력평가 독서 지문은 볼록 렌즈에서 발생하는 비점 수차를 설명합니다. 이 지문은 용어가 많고 그림까지 연결되기 때문에 처음부터 모든 개념을 따로 외우려 하면 어렵게 느껴집니다. 가장 먼저 잡아야 할 관점은 물체점이 광축 위에 있을 때와 광축에서 벗어나 있을 때 광선 다발의 수렴 방식이 어떻게 달라지는지입니다. 물체점이 광축 위에 있으면 광선 다발의 입사 양상이 어느 평면에서든 동일해지고 하나의 상점에 수렴합니다. 반대로 물체점이 광축에서 멀리 벗어나면 자오 광선과 구결 광선의 입사 양상이 달라져 서로 다른 두 상점이 생깁니다. 이 두 상점 사이의 거리가 비점 격차이며, 이 격차가 커질수록 상은 더 흐려집니다. 특히 11번 문항은 <보기>의 그림을 해석하는 문제처럼 보이지만, 실제 핵심은 비점 격차가 물체점에서 광축까지의 거리의 제곱에 비례한다는 한 문장을 정확히 적용하는 데 있습니다. 따라서 이 지문은 용어의 위치 관계와 거리 제곱 비례 관계를 연결해서 읽어야 합니다.
이 지문은 광축 위와 광축 밖을 나누어 읽어야 합니다
볼록 렌즈는 물체에서 반사되어 렌즈로 들어온 광선들을 한쪽으로 모으는 역할을 합니다. 물체 표면의 한 점에서 나온 여러 광선이 렌즈를 지난 뒤 한 점에 모이면 그 점을 상점이라고 합니다. 모든 광선이 하나의 상점에 모이면 상은 뚜렷해집니다. 그러나 광선들이 하나의 상점에 모이지 못하면 상이 흐려지거나 일그러지는 수차가 발생합니다.
여기서 광축은 렌즈의 중심을 지나면서 렌즈 면에 수직인 가상의 직선입니다. 물체점이 광축 위에 있으면 주광선은 광축을 따라 렌즈 중심으로 들어갑니다. 이때 광선 다발은 광축을 중심으로 회전 대칭성을 지니므로, 주광선을 포함하는 어느 평면으로 나누어 보아도 입사 양상이 동일합니다. 그래서 굴절 양상도 동일해지고, 전체 광선 다발이 하나의 상점에 수렴합니다.
반대로 물체점이 광축에서 멀리 벗어나면 상황이 달라집니다. 주광선이 광축을 따라 들어가지 않게 되고, 광선 다발의 모양도 광축을 기준으로 회전 대칭성을 잃습니다. 이때 광선들이 한 점으로 모이지 않고 서로 다른 두 상점에 수렴하는데, 이것이 비점 수차입니다. 결국 비점 수차는 물체점이 광축에서 벗어난 상황을 전제로 이해해야 합니다.
자오면과 구결면은 광선 다발을 나누어 보는 기준입니다
비점 수차를 이해하려면 자오면과 구결면을 정확히 구별해야 합니다. 자오면은 광축과 주광선을 모두 포함하는 하나의 평면입니다. 이 평면은 광축을 중심으로 물체점이 어느 방향에 있는지를 보여 줍니다. 즉 자오면은 광축을 포함한다는 점이 핵심입니다.
구결면은 자오면과 수직인 평면이며, 주광선을 포함합니다. 그러나 구결면은 광축을 포함하지 않습니다. 이 차이가 중요합니다. 두 평면은 모두 주광선을 포함하지만, 광축을 포함하는 쪽은 자오면이고 광축을 포함하지 않는 쪽은 구결면입니다.
물체점이 광축에서 벗어나면 자오면 위의 자오 광선과 구결면 위의 구결 광선은 입사 양상이 달라집니다. 입사 양상이 다르기 때문에 렌즈를 지난 뒤 굴절 양상도 달라지고, 결국 수렴하는 위치도 달라집니다. 자오 광선이 모이는 점은 자오 상점이고, 구결 광선이 모이는 점은 구결 상점입니다. 지문은 자오 상점이 구결 상점보다 렌즈 중심에 더 가깝다고 설명합니다.
일차상, 이차상, 최소 착란원은 위치 관계로 정리해야 합니다
자오 상점에서 맺히는 상은 일차상이고, 구결 상점에서 맺히는 상은 이차상입니다. 이름만 보면 자오 상점에 생긴 일차상이 자오면 위에 놓일 것 같지만, 지문은 그렇게 말하지 않습니다. 일차상은 구결면 위에 놓이고, 이차상은 자오면 위에 놓입니다. 이 부분은 11번 문항과 12번 문항을 함께 안정적으로 처리하기 위해 반드시 정확히 기억해야 합니다.
일차상과 이차상은 모두 선분의 형상입니다. 일차상은 구결면 위에서 주광선과 수직 관계를 이루고, 이차상은 자오면 위에서 주광선과 수직 관계를 이룹니다. 자오면과 구결면 자체가 서로 수직이므로, 그 위에 놓인 일차상과 이차상도 서로 수직 관계가 됩니다. 이 지점에서 지문의 평면 관계와 상의 형상 관계가 연결됩니다.
일차상과 이차상 사이에 맺히는 상의 대부분은 타원입니다. 그런데 그 중간 부근에 원형을 띠는 유일한 지점이 있습니다. 그 상이 최소 착란원입니다. 최소 착란원은 일차상과 이차상 사이에서 가장 뚜렷한 상이지만, 비점 격차가 커지면 크기가 커지고 흐려집니다. 따라서 최소 착란원은 원형이라는 모양만 볼 것이 아니라, 비점 격차와 함께 판단해야 합니다.
11번 문항은 그림보다 비점 격차 공식을 먼저 잡아야 합니다
11번 문항의 <보기>에서는 A가 광축과 주광선을 포함하는 평면이고, B가 A와 수직이며 주광선을 포함하는 평면이라고 제시됩니다. 이 말에 따라 A는 자오면이고 B는 구결면입니다. C와 D는 선분 형상의 상이고, E는 원형의 상입니다. 따라서 E는 일차상과 이차상 사이에 있는 최소 착란원으로 읽어야 합니다.
이 문항의 핵심은 C에서 D까지의 거리를 비점 격차로 보는 것입니다. 비점 격차는 자오 상점과 구결 상점 사이의 거리입니다. C와 D는 각각 일차상과 이차상이 맺히는 위치에 해당하므로, C와 D 사이의 거리는 비점 격차와 연결됩니다. 여기까지 잡으면 11번 문항은 복잡한 그림 문제가 아니라 거리 비례 문제로 바뀝니다.
비점 격차는 물체점에서 광축까지의 거리의 제곱에 비례합니다. 이 문장을 반드시 그대로 적용해야 합니다. 물체점에서 광축까지의 거리가 절반이 되면 비점 격차는 절반이 아니라 4분의 1이 됩니다. 물체점에서 광축까지의 거리가 두 배가 되면 비점 격차는 두 배가 아니라 네 배가 됩니다. 이 제곱 관계를 놓치면 11번 문항의 판단이 모두 흔들립니다.
또 하나의 핵심은 상의 길이와 선명도를 비점 격차에 연결하는 것입니다. 비점 격차가 커질수록 일차상과 이차상의 길이는 길어지고, 최소 착란원은 커지면서 흐려집니다. 반대로 비점 격차가 작아지면 최소 착란원은 더 작고 뚜렷해집니다. 따라서 어떤 지점으로 물체점을 옮겼을 때 C의 길이가 길어졌다면, 광축에서 더 멀어진 상황으로 판단해야 합니다. 길이가 길어졌는데 광축까지의 거리가 더 짧다고 판단하면 지문의 비례 관계를 거꾸로 적용한 것입니다.
11번 문항을 정확히 푸는 확인 순서입니다
먼저 A와 B의 정체를 확인해야 합니다. A는 광축과 주광선을 포함하므로 자오면이고, B는 자오면과 수직이며 주광선을 포함하므로 구결면입니다. 이때 광축을 포함하는지 여부가 두 평면을 가르는 기준입니다.
다음으로 C, D, E의 성격을 확인해야 합니다. C와 D는 선분 형상의 상이므로 일차상과 이차상에 해당하고, E는 원형의 상이므로 최소 착란원입니다. 최소 착란원은 가장 뚜렷한 상이지만, 비점 격차가 커지면 크기가 커지고 흐려진다는 점을 함께 보아야 합니다.
마지막으로 P0, P1, P2, P3, P4를 광축까지의 거리로만 판단해야 합니다. P0에서 광축까지의 거리가 P1의 두 배라면 P1으로 옮길 때 비점 격차는 줄어듭니다. P0에서 광축까지의 거리가 P2의 절반이라면 P2로 옮길 때 비점 격차는 네 배가 됩니다. P3의 방향이 달라 보여도 광축까지의 거리가 같다면 비점 격차와 최소 착란원의 크기는 같게 보아야 합니다. P4는 광축 위에 있으므로 광선들의 입사 양상이 어떤 평면에서든 동일해지는 상황으로 읽어야 합니다.
많이 물어보는 부분
11번 문항에서 왜 P의 위치를 방향보다 거리로 보아야 합니까?
지문은 비점 격차가 물체점에서 광축까지의 거리의 제곱에 비례한다고 설명합니다. 따라서 방향이 달라 보여도 광축까지의 거리가 같으면 비점 격차는 같게 판단해야 합니다. 이 문항에서는 물체점이 위쪽에 있는지 아래쪽에 있는지보다 광축에서 얼마나 떨어져 있는지가 더 중요합니다.
C의 길이가 길어졌다는 말은 무엇을 뜻합니까?
C는 선분 형상의 상으로 읽어야 합니다. 지문은 비점 격차가 커질수록 일차상과 이차상의 길이가 길어진다고 설명합니다. 따라서 C의 길이가 길어졌다면 비점 격차가 커진 상황이며, 물체점에서 광축까지의 거리도 더 길어진 것으로 판단해야 합니다.
E가 원형이면 항상 뚜렷하다고 보면 됩니까?
E는 최소 착란원에 해당하므로 일차상과 이차상 사이에서는 가장 뚜렷한 상입니다. 그러나 비점 격차가 커지면 최소 착란원 자체의 크기가 커지고 흐려집니다. 따라서 E가 원형이라는 사실만 보지 말고, 물체점이 광축에서 얼마나 떨어져 있는지까지 함께 확인해야 합니다.
이 지문은 자오면과 구결면의 위치 관계를 잡고, 11번 문항에서는 비점 격차가 광축까지의 거리의 제곱에 비례한다는 기준을 끝까지 유지해야 합니다.