분산과 굴절률
백색광을 프리즘에 통과시키면 빛의 색 띠(스펙트럼)가 나타나게 됩니다. 이 현상을 빛의 분산이라고 합니다. 빛의 분산은 유리의 굴절률이 빛의 파장에 따라 다르기 때문에 발생합니다. 광학 유리라고 해도 이 현상에서 벗어날 수 없습니다. 일반적으로 광학 유리의 굴절률은 헬륨 원자가 방출하는 파장 587.562nm의 빛인 d선의 굴절률 nd로 표시됩니다. 이 파장을 기준파장, nd를 기준 굴절률이라고 합니다. 이 빛은 인간의 눈의 감도도 좋고, 가시광선의 파장 영역(380~780 nm)의 거의 중앙에 위치하는 빛 입니다. 원래 기준 파장의 빛은 나트륨 원자가 발하는 D선이 사용되고 있었습니다. D선은 파장 589.6nm의 D1선과 589.0nm의 D2선으로 구성되어, 현재는 d선이 이용되게 되었습니다. D선의 굴절률은 nD로 표시됩니다. 많은 광학 유리는 동일한 재질이면 nd가 ± 0.0005가 되도록 보장되며, 고정밀도의 경우 ±0.0002까지 보장되는 것도 있습니다. 따라서 광학 유리의 굴절률은 매우 정확하게 관리됩니다.
색수차와 아베수
렌즈의 초점은 실제로 그림과 같이 빛의 파장에 따라 다릅니다. 이것을 색수차라고 합니다. 이 색수차의 정도는 광학 유리의 종류에 따라 다릅니다. 예를 들어, 빛의 분산이 큰 광학 유리로 만든 프리즘으로 생기는 스펙트럼의 폭은 넓어집니다. 반대로, 분산이 작은 광학 유리로 만든 프리즘에서는 좁아집니다. 그래서 파장이 짧은 빛(파랑색)과 파장이 긴 빛(적색)의 굴절률의 차이가 큰 광학 유리를 분산이 큰 광학 유리, 차이가 작은 광학 유리를 분산이 작은 광학 유리라고 합니다. 광학 유리의 분산 정도는 다음 식으로 표시되는 아베수v의 값으로 나타내며, 아베수v = (nd – 1) / (청색광의 굴절률 - 적색광의 굴절률) 식으로 구할 수 있습니다.