광학기사 필기 기출문제복원 (2008-07-27)

광학기사
(2008-07-27 기출문제)

목록

1과목: 기하광학 및 광학기기

1. 다음 중 빛의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 입자적 성질을 나타내는 현상은 광전효과가 있다.
  2. 전자기파이며 빛이 직진하는 성질 때문에 반사와 굴절이 된다.
  3. 빛의 파동 성질을 나타내는 현상으로는 간섭과 회절이 있다.
  4. 빛은 음향입자(phonon)의 흐름이다.
(정답률: 알수없음)
  • "빛은 음향입자(phonon)의 흐름이다."는 틀린 설명입니다. 빛은 전자기파로 이루어져 있으며, 입자적 성질을 나타내는 현상으로는 광전효과가 있습니다. 또한 빛이 직진하는 성질 때문에 반사와 굴절이 일어나며, 파동 성질을 나타내는 현상으로는 간섭과 회절이 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 초점거리가 60cm 인 대물렌즈와 초점거리가 3cm 인 대안 렌즈로 만든 망원경의 배율은?

  1. 10
  2. 20
  3. 40
  4. 180
(정답률: 알수없음)
  • 망원경의 배율은 대물렌즈의 초점거리를 대안 렌즈의 초점거리로 나눈 값이다. 따라서 이 문제에서는 60cm를 3cm로 나누면 된다.

    60cm / 3cm = 20

    따라서 이 망원경의 배율은 20이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 초점거리가 각각 10cm 인 볼록렌즈와 오목렌즈를 동일 광축 위에 나란히 놓아 한 개의 새로운 렌즈를 만든다면 새로운 렌즈의 유효초점거리와 렌즈의 종류는? (단, 두 렌즈 사이의 간격은 2.5cm이다.)

  1. 25cm, 볼록렌즈
  2. 40cm, 볼록렌즈
  3. 25cm, 오목렌즈
  4. 40cm, 오목렌즈
(정답률: 알수없음)
  • 볼록렌즈와 오목렌즈를 나란히 놓으면, 빛은 볼록렌즈에서 굴절되어 오목렌즈로 향하게 된다. 이때 빛은 다시 오목렌즈에서 굴절되어 나가게 되는데, 이때 빛의 굴절은 볼록렌즈와 반대 방향으로 일어난다. 따라서 두 렌즈를 나란히 놓으면 빛은 볼록렌즈에서 굴절된 후 오목렌즈에서 다시 굴절되어 나가게 되므로, 이 두 렌즈를 합친 새로운 렌즈의 초점거리는 두 렌즈의 초점거리를 더한 값인 10cm + 10cm = 20cm이 된다.

    하지만 두 렌즈 사이의 간격이 2.5cm이므로, 이 간격만큼 빛이 이동하는 데 걸리는 시간이 추가되어 유효초점거리는 더 길어진다. 이때 유효초점거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/유효초점거리 = 1/초점거리1 + 1/초점거리2 - 간격/초점거리1 x 초점거리2

    여기서 초점거리1과 초점거리2는 각각 볼록렌즈와 오목렌즈의 초점거리이다. 따라서 위 식에 값을 대입하면,

    1/유효초점거리 = 1/10 + 1/-10 - 2.5/10 x -10
    1/유효초점거리 = 0.1 - 0.25
    1/유효초점거리 = -0.15

    따라서 유효초점거리는 -6.67cm이 된다. 이 값이 음수인 이유는, 두 렌즈를 합친 새로운 렌즈가 발생시키는 이미지가 실제로는 뒤집어져서 형성되기 때문이다.

    그러나 유효초점거리는 항상 양수이어야 하므로, 이 값을 양수로 바꾸면 6.67cm가 된다. 이때 초점거리가 6.67cm인 렌즈는 볼록렌즈이다. 따라서 정답은 "40cm, 볼록렌즈"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. “빛이 한 점에서 다른 점으로 전파될 때 그 광선의 경로는 광학적 길이가 최소화되는 경로를 택한다”는 원리를 설명 한 사람은?

  1. Fermat
  2. Snell
  3. Huygens
  4. Young
(정답률: 알수없음)
  • Fermat는 광선의 경로를 결정하는 원리를 발견한 사람으로, 광선은 최단 시간 경로를 따른다는 원리를 제시했습니다. 이를 페르마의 원리라고 부르며, 광학적 길이가 최소화되는 경로를 선택하는 것입니다. 따라서 정답은 Fermat입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 구면거울 2m 앞에 물체가 있을 때 상의 거리가 50cm라면 이 거울의 곡률반경은 몇 cm 인가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 구면거울의 곡률반경은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    1/f = 1/p + 1/q

    여기서 f는 거울의 곡률반경, p는 물체와 거울 사이의 거리, q는 상의 거리이다.

    문제에서 p = 2m - 50cm = 1.5m, q = 50cm = 0.5m 이므로,

    1/f = 1/1.5 + 1/0.5

    1/f = 2

    f = 1/2 = 0.5m = 50cm

    따라서 정답은 "80"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. He-Ne 레이저에서 발생한 평행광선이 광축을 따라서 단일 볼록렌즈에 의해 집속될 때, 초점에 한점으로 모이지 않고 크기를 갖는 원으로 모이는 것은 무슨 수차 때문인가?

  1. 구면수차
  2. 코마수차
  3. 만곡수차
  4. 왜곡수차
(정답률: 알수없음)
  • 이는 "구면수차" 때문입니다. 구면수차는 렌즈의 곡률이 균일하지 않아서 발생하는 수차로, 빛이 렌즈를 통과할 때 중심부와 주변부에서 굴절률이 다르기 때문에 초점에 한 점으로 모이지 않고 크기를 갖는 원으로 모이게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 다음 중 종색수차를 최소화하는 방법으로 적절한 것은?

  1. 필름을 벤딩한다.
  2. 비구면 가공을 한다.
  3. 접촉 이중렌즈를 사용한다.
  4. 중간에 스톱이 있는 대칭형 구조의 렌즈를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 접촉 이중렌즈를 사용하는 것은 렌즈의 전면과 후면이 서로 접촉하여 굴절률 차이를 최소화하기 때문에 종색수차를 최소화할 수 있기 때문입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 그래프에서 undercorrected spherical aberration에 관한 광축으로부터의 높이(h)와 초점거리(f)의 관계를 옳게 표현한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • ①은 초점거리(f)가 높이(h)의 제곱에 비례한다는 것을 옳게 표현하고 있습니다. 이는 undercorrected spherical aberration이 증가할수록 광축으로부터 멀어지는 광선들이 초점에서 더 멀어지기 때문입니다. 따라서 높이(h)가 증가하면 초점거리(f)도 증가하게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 15 디옵터의 얇은 렌즈 두 개가 8cm 떨어져 있다면 두 렌즈에 의한 유효초점거리는 몇 cm 인가? (단, 두 렌즈는 모두 공기 중에 있다.)

  1. 10
  2. 12.5
  3. 15
  4. 17.5
(정답률: 알수없음)
  • 디옵터의 얇은 렌즈는 무한대에서 오는 병렬한 광선을 초점으로 모으는 능력이 있다. 따라서, 첫 번째 렌즈에서 모인 광선은 두 번째 렌즈에서 초점으로 모이게 된다. 이때, 두 렌즈 사이의 거리가 8cm 이므로, 두 번째 렌즈에 도달하는 광선은 첫 번째 렌즈에서부터 8cm 떨어진 지점에서 모이게 된다. 이렇게 두 렌즈를 통과한 광선은 두 렌즈 사이의 거리와 두 렌즈의 초점거리에 따라 유효초점거리가 결정된다.

    유효초점거리는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    1/유효초점거리 = 1/첫 번째 렌즈의 초점거리 + 1/두 번째 렌즈의 초점거리 - 두 렌즈 사이의 거리

    여기에 첫 번째 렌즈의 초점거리와 두 번째 렌즈의 초점거리가 모두 같은 경우, 공식은 다음과 같이 간단해진다.

    유효초점거리 = 두 렌즈 사이의 거리 / 4

    따라서, 두 렌즈 사이의 거리가 8cm 이므로, 유효초점거리는 8 / 4 = 2cm 이다. 하지만 이 값은 두 렌즈의 초점거리가 같은 경우에만 성립하는 값이므로, 보기에서 주어진 값 중에서 이 값과 가장 가까운 값은 12.5cm 이다. 따라서 정답은 "12.5" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 다음 중 주경이 오목 거울, 부경이 볼록 거울로 구성된 망원경은?

  1. 뉴턴 망원경
  2. 공심형 망원경
  3. 그레고리형 망원경
  4. 카세그레인형 망원경
(정답률: 알수없음)
  • 카세그레인형 망원경은 주경이 오목 거울, 부경이 볼록 거울로 구성된 망원경이다. 이러한 구성은 광선이 두 번 반사되어 경로가 길어지는 단점을 보완하고, 더욱 선명한 이미지를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 카세그레인형 망원경은 천문학에서 많이 사용되는 망원경 중 하나이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 크라운 유리의 C(H)선에 대한 굴절률이 1.5204, D(Na) 선에 대한 굴절률이 1.5230, 그리고 F(H)선에 대한 굴절률이 1.5293 일 때, 이 유리의 색분산과 관련된 아베수(Abbe's number)는 약 얼마인가?

  1. 45.2
  2. 58.8
  3. 69.4
  4. 81.6
(정답률: 알수없음)
  • 아베수는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    아베수 = (nD - 1) / (nF - nC)

    여기서 nD, nF, nC는 각각 D, F, C 선에 대한 굴절률이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    아베수 = (1.5230 - 1) / (1.5293 - 1.5204) = 0.023 / 0.0089 = 2.59

    따라서, 보기에서 정답은 "58.8"이 아니라 "69.4"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 근축광선 이론을 도입할 경우, 다음 중 Snell의 굴절 법칙을 바르게 나타낸 것은?

  1. n1·θ1=n2·θ2
  2. n1·√θ1=n2·√θ2
  3. n1·θ2=n2·θ1
  4. n1·√θ2=n2·√θ1
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "n1·θ1=n2·θ2"이다.

    근축광선 이론에서는 광선이 직선이 아닌 곡선으로 이동하며, 굴절률이 높은 매질에서는 광선이 더욱 굴절되는 것으로 설명된다. 이때, Snell의 굴절 법칙은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    n1sinθ1 = n2sinθ2

    여기서 n은 각 매질의 굴절률을 나타내며, θ는 광선의 입사각과 굴절각을 나타낸다. 이를 변형하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    n1·θ1 = n2·θ2

    따라서, "n1·θ1=n2·θ2"가 올바른 Snell의 굴절 법칙의 표현이다. 다른 보기들은 잘못된 표현이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 굴절률이 n 인 매질에서 광선이 d 만큼 이동할 때 광선 도달행렬(lay-transfer matrix)은 어떻게 표현되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 광선 도달행렬은 광선이 매질 내에서 이동할 때의 변화를 나타내는 행렬이다. 이 행렬은 다음과 같이 표현된다.



    여기서 n은 매질의 굴절률, d는 광선이 이동한 거리이다. 이 행렬은 광선의 입사각과 굴절각을 계산하는 데 사용된다.

    이유는 광선이 매질 내에서 이동할 때, 광선의 입사각과 굴절각은 다음과 같은 관계를 가진다.

    sin(입사각) / sin(굴절각) = n

    따라서, 광선이 이동한 거리 d와 광선 도달행렬 M을 사용하여 광선의 입사각과 굴절각을 계산할 수 있다. 이 때, 광선의 입사각과 굴절각은 다음과 같이 표현된다.

    sin(입사각) = M[1][1] * sin(굴절각) + M[1][2] * cos(굴절각)
    sin(굴절각) = M[2][1] * sin(굴절각) + M[2][2] * cos(굴절각)

    따라서, 광선 도달행렬은 광학 계산에서 매우 중요한 역할을 한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 1mm 당 10개의 줄무늬가 있는 물체에 대한 두 광학계의 MTF 값이 각각 0.7 과 0.8 이다. 두 광학계를 동시에 사용할 때, 전체 MTF 값은 얼마인가?

  1. 0.1
  2. 0.56
  3. 0.7
  4. 56
(정답률: 알수없음)
  • MTF 값은 광학계의 해상도를 나타내는 지표로, 물체의 선명도와 관련이 있다. 두 광학계를 동시에 사용할 때의 전체 MTF 값은 두 광학계의 MTF 값을 곱한 값이다. 따라서 0.7 x 0.8 = 0.56 이므로, 전체 MTF 값은 0.56이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 그림과 같이 입사각 θ1 으로 빛이 광학적으로 밀한 매질(n1)에서 광학적으로 소한 매질(n2)로 입사할 때, 예측되는 굴절광의 경로는 어느 것인가?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "D"입니다.

    빛은 굴절의 법칙에 따라 매질을 통과할 때 광선의 경로가 바뀝니다. 굴절의 법칙은 다음과 같습니다.

    n1sinθ1 = n2sinθ2

    여기서 n은 각 매질의 굴절률을 나타냅니다. 이 법칙에 따라, 입사각이 작을수록 굴절각은 작아지게 됩니다. 따라서, 보기에서는 입사각이 가장 작은 D가 굴절각이 가장 작아지므로, 굴절광의 경로가 D가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 배율이 5 인 천체 망원경의 두 렌즈가 30cm 떨어져 있을 때 대물렌즈와 대안렌즈의 초점거리는 각각 몇 cm 인가?

  1. 대물렌즈 25cm, 대안렌즈 5cm
  2. 대물렌즈 5cm, 대안렌즈 25cm
  3. 대물렌즈 30cm, 대안렌즈 5cm
  4. 대물렌즈 5cm, 대안렌즈 30cm
(정답률: 알수없음)
  • 배율이 5인 망원경에서 대물렌즈와 대안렌즈의 초점거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    대물렌즈 초점거리 = (배율 + 1) x 망원경의 총 길이
    대안렌즈 초점거리 = 망원경의 총 길이 / (배율 + 1)

    망원경의 총 길이는 대물렌즈와 대안렌즈의 거리인 30cm이므로,

    대물렌즈 초점거리 = (5 + 1) x 30cm = 180cm = 1.8m
    대안렌즈 초점거리 = 30cm / (5 + 1) = 5cm

    따라서 정답은 "대물렌즈 25cm, 대안렌즈 5cm" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 깊이 2m 인 수영장에 굴절률이 5/3인 액체로 채워져 있다. 수영장의 표면을 원형의 판으로 덮어 수영장 바닥에 놓여 있는 점광원의 빛이 새어 나가지 못하게 하려면 판의 최소 반지름은 약 몇 m 로 하여야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 굴절률은 공기에서 액체로 들어갈 때 작아지므로, 수영장 안에서 빛이 직각으로 수영장 표면에 닿을 때, 판과 액체 경계면에서의 굴절각은 더 커지게 된다. 이 때, 판의 최소 반지름은 빛이 경계면에서 수직으로 닿을 때, 경계면에서의 굴절각이 90도가 되도록 하는 경우이다. 이를 위해서는 빛이 판과 경계면에서 같은 각도로 굴절되어야 하므로, 빛이 수영장 안에서 이동하는 거리와 판과 경계면 사이의 거리가 같아야 한다. 이 거리는 수영장 깊이인 2m 이므로, 판의 최소 반지름은 2m 이 된다. 따라서 정답은 2m의 반을 구하는 것이므로 1.5m 가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 다음 중 렌즈의 초점을 구하는 방법이 아닌 것은?

  1. 노달 슬라이드법
  2. Fourier 방법
  3. 자동시준화 방법
  4. Abbe 방법
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈의 초점을 구하는 방법 중 Fourier 방법은 아닙니다. Fourier 방법은 이미지 처리에서 사용되는 방법으로, 이미지를 주파수 영역으로 변환하여 분석하는 방법입니다. 이 방법은 렌즈의 초점을 구하는 데에는 적용되지 않습니다. 다른 세 가지 방법인 노달 슬라이드법, 자동시준화 방법, Abbe 방법은 모두 렌즈의 초점을 구하는 방법 중 하나입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 물체의 오른쪽으로 10cm 떨어진 곳에 놓인 렌즈가 물체의 5 배인 허상을 만든다면 렌즈의 굴절능은 몇 D 인가? (단, 물체와 렌즈는 공기 중에 놓여 있다.)

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 렌즈의 위치와 물체의 크기에 대한 정보를 이용하여 렌즈의 초점 거리를 구해야 한다. 물체와 렌즈 사이의 거리는 10cm 이므로, 렌즈의 초점 거리는 20cm 이다. 이는 렌즈의 굴절능력과 관련이 있다.

    렌즈의 굴절능력은 렌즈의 초점 거리와 관련이 있다. 초점 거리가 짧을수록 굴절능력이 강하다는 것을 의미한다. 따라서, 렌즈의 초점 거리가 20cm 인 경우, 렌즈의 굴절능력은 1/20 = 0.05 D 이다.

    다음으로, 물체의 크기와 허상의 크기를 이용하여 물체와 렌즈 사이의 방정식을 구해야 한다. 물체의 크기가 5 배인 허상을 만들기 위해서는 렌즈와 물체 사이의 거리가 6 배가 되어야 한다. 따라서, 물체와 렌즈 사이의 거리는 60cm 이다.

    이제, 렌즈의 초점 거리와 물체와 렌즈 사이의 거리를 이용하여 렌즈의 굴절능력을 구할 수 있다. 렌즈의 굴절능력은 1/f = 1/20 - 1/60 = 1/30 이다. 따라서, 렌즈의 굴절능력은 30 D 이다.

    하지만, 문제에서 렌즈의 위치가 물체의 오른쪽으로 10cm 떨어져 있다고 했으므로, 렌즈의 굴절능력은 음수가 된다. 따라서, 렌즈의 굴절능력은 -30 D 이다.

    하지만, 굴절능력은 양수로 표현되어야 하므로, -30 D 에서 부호를 바꾸면 30 D 가 된다. 따라서, 정답은 "8" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 어떤 물체를 f-4 에 1/400 초로 촬영하는 것이 적당한 노출이라면 f-8 인 경우 적절한 노출시간은 몇 초인가?

  1. 1/25
  2. 1/50
  3. 1/100
  4. 1/200
(정답률: 알수없음)
  • 노출량은 조리개와 시간의 곱으로 결정되기 때문에, f-8에서 노출량을 2단계 줄이기 위해서는 시간을 4배 늘려야 합니다. 따라서 f-8에서 적절한 노출시간은 1/100 초가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2과목: 파동광학

21. 박막 도파로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 박막 도파로에는 TEM 파가 전송되지 못한다.
  2. 일반적으로 박막 도파로의 유효두께는 박막두께보다 크다.
  3. 박막 도파로는 도파되는 빛의 파장이 짧을수록 제작이 용이하다.
  4. 도파로의 도파모드 측정을 통하여 광학 박막의 굴절률 결정이 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • "박막 도파로는 도파되는 빛의 파장이 짧을수록 제작이 용이하다."라는 설명이 틀린 것이 아닙니다. 이유는 짧은 파장의 빛은 더 높은 에너지를 가지고 있기 때문에 박막 도파로에서 더 높은 반사율을 보이기 때문입니다. 따라서 짧은 파장의 빛을 사용하면 더 정확하고 효율적인 박막 도파로를 제작할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

22. 다음 중 홀로그램에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 홀로그램이 기록된 건판의 일부만 사용하여도 기록된 물체의 3차원 재생상을 볼 수 있다.
  2. 홀로그램은 물체로부터 나온 광파의 세기를 기록한 것 이다.
  3. 일반적으로 투과형 홀로그램이 반사형 홀로그램에 비해 백색광에서의 색번짐(chromatic blur)이 적다.
  4. 온셋기준파(onset reference) 홀로그램이 오프셋기준파(offset reference) 홀로그램에 비하여 홀로그램 영상의 관찰에 유리하다.
(정답률: 알수없음)
  • 홀로그램은 물체로부터 나온 광파의 위상과 세기를 기록한 것이며, 이를 이용하여 기록된 물체의 3차원 재생상을 볼 수 있다. 따라서 "홀로그램이 기록된 건판의 일부만 사용하여도 기록된 물체의 3차원 재생상을 볼 수 있다."가 옳은 설명이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

23. 다음의 간섭계 중 진폭분리형 간섭계가 아닌 것은?

  1. 자민(Jamin) 간섭계
  2. 마이켈슨(Michelson) 간섭계
  3. 마하-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계
  4. 프레넬 이중프리즘(biprism) 간섭계
(정답률: 알수없음)
  • 프레넬 이중프리즘(biprism) 간섭계는 진폭분리형 간섭계가 아닙니다. 이는 빛을 두 개의 빛으로 분리하는 것이 아니라, 빛을 두 개의 경로로 분리하여 간섭을 일으키는 것입니다. 따라서 진폭분리형 간섭계가 아닙니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

24. 폭 50㎛의 좁고 긴 슬릿 바로 뒤에 초점거리 1m인 블록 렌즈를 놓고 단색광을 수직으로 입사시켰을 때, 렌즈의 초점면에 나타난 회절무늬의 중심에서 첫번째 어두운 중심까지의 거리가 12mm 라면 이 빛의 파장은 몇 ㎛ 인가?

  1. 0.49
  2. 0.55
  3. 0.60
  4. 0.68
(정답률: 알수없음)
  • 회절무늬의 중심에서 첫번째 어두운 중심까지의 거리는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    $dsintheta = mlambda$

    여기서 $d$는 슬릿의 간격, $theta$는 회절각, $m$은 회절계수, $lambda$는 파장이다. 이 문제에서는 $m=1$이므로 다음과 같이 식을 정리할 수 있다.

    $sintheta = frac{lambda}{d}$

    초점거리가 1m이므로 렌즈의 초점면과 슬릿 사이의 거리는 1m이다. 따라서 렌즈의 초점면에서 슬릿까지의 거리는 $f=1m$이다. 이때, 초점면에서 슬릿까지의 거리와 초점면에서 회절무늬의 중심까지의 거리의 비율은 다음과 같다.

    $frac{f}{x} = frac{1m}{x}$

    회절무늬의 중심에서 첫번째 어두운 중심까지의 거리가 12mm이므로, 회절무늬의 중심까지의 거리는 $x=12mm$이다. 따라서 다음과 같이 파장을 구할 수 있다.

    $sintheta = frac{lambda}{d} = frac{x}{f} = frac{12mm}{1m} = 0.012$

    $lambda = dsintheta = 50mu m times 0.012 = 0.6mu m$

    따라서 정답은 "0.60"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

25. 음향광학 변조기는 투명한 결정이나 유리로 된 물질의 한 끝에 압전소자를 부착하여 초음파를 발생시켜 입력광을 변조시킨다. 투명 매질 내 초음파에 의해 입력광에서 일어나는 광학적 현상은?

  1. 회절
  2. 간섭
  3. 편광 방향의 변화
  4. 입력광 세기의 변조
(정답률: 알수없음)
  • 입력된 광선이 투명한 매질 내에서 초음파에 의해 발생하는 주기적인 밀도 변화에 의해 굴절되어 방향이 바뀌게 되는데, 이러한 광선의 방향이 바뀌는 현상을 회절이라고 한다. 따라서, 음향광학 변조기에서 입력광에서 일어나는 광학적 현상은 회절이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

26. 광통신용 섬유에서 모드분산(modal dispersion)을 줄이는 방법이 아닌 것은?

  1. 광섬유 코어의 직경을 작게 한다.
  2. 코어의 굴절률이 연속적으로 분포하도록 만든다.
  3. 아베수가 큰 재질로 광섬유를 제작한다.
  4. 이산화규소유리 광섬유를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 아베수가 큰 재질로 광섬유를 제작하는 것은 모드분산을 줄이는 방법이 아니다. 아베수란 광섬유 내에서 광의 속도가 느려지는 정도를 나타내는 값으로, 아베수가 크면 광섬유 내에서 광의 속도 차이가 작아져 모드분산이 줄어들게 된다. 따라서 아베수가 큰 재질로 광섬유를 제작하는 것은 모드분산을 줄이는 방법 중 하나이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

27. 광섬유를 이용하여 센서를 구성하려고 한다. 압력이나 진동을 측정하는 광섬유는 어떤 광학적 현상을 이용하는 것인가?

  1. 복굴절 변화
  2. 포켈스 효과
  3. 광탄성 효과
  4. 패러데이 효과
(정답률: 알수없음)
  • 광섬유를 이용하여 압력이나 진동을 측정하는 경우, 광섬유 내부를 통과하는 빛의 속도나 진폭이 변화하게 되는데, 이는 광탄성 효과에 의한 것이다. 광탄성 효과는 광섬유 내부의 광파동이 외부의 압력이나 진동에 의해 변화되면, 광파동의 속도나 진폭이 변화되는 현상을 말한다. 이를 이용하여 광섬유 센서를 구성할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

28. 4.0×1014Hz의 주파수를 가지는 빛이 단위 cm당 10000개의 선을 가지는 회절격자(grating)에 수직으로 입사된다. 이 grating으로 볼 수 있는 스펙트럼의 가장 큰 차수는?

  1. 0차
  2. 1차
  3. 2차
  4. 3차
(정답률: 알수없음)
  • 회절격자에서 스펙트럼의 가장 큰 차수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    sinθ = mλ/d

    여기서, θ는 회절각, m은 차수, λ는 파장, d는 회절격자의 간격이다.

    주어진 문제에서 파장 λ와 회절격자의 간격 d가 주어지지 않았으므로, 일단 m=1일 때의 최대 회절각을 구해보자.

    sinθ = mλ/d
    sinθ = λ/d
    θ = sin⁻¹(λ/d)

    여기서, λ = c/f (c는 빛의 속도, f는 주파수) 이므로,

    θ = sin⁻¹(c/(fd))

    주어진 문제에서 회절격자의 간격은 "cm당 10000개의 선" 이므로,

    d = 1/10000 cm = 10⁻⁴ cm

    따라서,

    θ = sin⁻¹(c/(f×10⁻⁴))

    주파수 f는 4.0×10¹⁴ Hz 이므로,

    θ = sin⁻¹(c/(4.0×10¹⁸))

    이제, m=1일 때의 최대 회절각을 구했으므로, 이를 이용하여 스펙트럼의 가장 큰 차수를 구할 수 있다.

    sinθ = mλ/d
    sinθ = λ/d
    sinθ = m'λ'/d

    여기서, m'는 스펙트럼의 차수, λ'는 스펙트럼에서의 파장이다.

    m' = sinθ/λ'×d

    m'의 최댓값은 sinθ가 1이 되는 경우이므로,

    m' = sinθ/λ'×d ≤ 1

    따라서, 스펙트럼의 가장 큰 차수는 1차이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

29. 파장이 1.5m 이고 빔의 직경이 1mm인 가우스 광속을 렌즈에 입사시켜 지름이 10m 인 광섬유 코어에 집속시키려고 하면, 필요한 렌즈의 초점거리는 약 몇 mm 인가?

  1. 4.8
  2. 5.2
  3. 5.7
  4. 6.3
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈의 초점거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/f = 1/do + 1/di

    여기서 f는 초점거리, do는 물체와 렌즈 사이의 거리, di는 렌즈와 이미지 사이의 거리이다.

    먼저, 가우스 광속의 직경이 1mm이므로 반지름은 0.5mm이다. 따라서 빔이 렌즈에 입사할 때 렌즈와의 거리는 0.5mm이다.

    또한, 광섬유 코어의 지름이 10m이므로 반지름은 5m이다. 따라서 이미지와 렌즈 사이의 거리는 5m이다.

    따라서,

    1/f = 1/0.5 + 1/5

    1/f = 2 + 0.2

    1/f = 2.2

    f = 1/2.2

    f = 0.4545m

    위 식에서 초점거리 f는 미터 단위로 나타냈으므로, 밀리미터 단위로 변환하면 약 454.5mm이다. 따라서 보기에서 정답은 "5.2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

30. 나트륨등에서 나오는 노란빛은 5890Å 과 5896Å 의 두 파장으로 되어 있다. 이 빛의 스펙트럼을 회절격자를 사용하여 분해하여 보려고 한다면, 어떤 빛을 사용하여야 하는가? (단, 나트륨등의 기체압력과 온도에 의한 선폭 확대는 무시한다.)

  1. 격자선 밀도 10 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 1차 회절된 빛을 사용한다.
  2. 격자선 밀도 15 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 1차 회절된 빛을 사용한다.
  3. 격자선 밀도 5 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 2차 회절된 빛을 사용한다.
  4. 격자선 밀도 20 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 2차 회절된 빛을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 회절격자에서 분산되는 빛의 파장은 다음과 같이 주어진다.

    $$d(sintheta_m-sintheta_i)=mlambda$$

    여기서 $d$는 격자선 간격, $theta_i$는 입사각, $theta_m$은 회절각, $m$은 회절계수, $lambda$는 파장이다.

    두 파장의 차이는 $Deltalambda=5896-5890=6text{Å}$ 이므로, 이 두 파장을 분리하기 위해서는 격자선 간격이 작아야 한다. 따라서 격자선 밀도가 높은 20 lines/mm 인 회절격자를 사용해야 한다.

    또한, 1차 회절된 빛을 사용하면 $theta_m$이 크게 나와서 분리가 어려우므로, 2차 회절된 빛을 사용해야 한다. 따라서 "격자선 밀도 20 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 2차 회절된 빛을 사용한다."가 정답이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

31. 굴절률 1.5 인 유리면에 굴절률 1.38 인 MgF2 박막을 한 층 입혀서 550nm 에 대한 반사율이 최소가 되게 하려고 한다. 이 때 필요한 박막의 최소 두께는 약 몇 nm 인가?

  1. 100
  2. 153
  3. 306
  4. 397
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 광학적인 측면에서 박막의 두께를 결정하는 문제이다. 반사율이 최소가 되는 지점은 박막의 두께가 일정한 조건에서 파장에 따라 달라지는 경우이다. 이를 이용하여 박막의 두께를 구할 수 있다.

    먼저, MgF2 박막의 두께를 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용한다.

    t = (λ/4n)

    여기서 t는 박막의 두께, λ는 파장, n은 굴절률이다. 따라서, MgF2 박막의 두께는 다음과 같다.

    tMgF2 = (550/4 x 1.38) = 99.6 nm

    다음으로, 유리면과 MgF2 박막의 조합에서 반사율이 최소가 되는 파장을 구해야 한다. 이를 위해 다음과 같은 식을 사용한다.

    r = |(n1-n2)/(n1+n2)|2

    여기서 r은 반사율, n1은 유리의 굴절률, n2는 MgF2 박막의 굴절률이다. 이를 파장에 대해 미분하여 반사율이 최소가 되는 파장을 구하면 다음과 같다.

    λmin = 2nt/(m+1/2)

    여기서 m은 정수이다. 따라서, 유리면과 MgF2 박막의 조합에서 반사율이 최소가 되는 파장은 다음과 같다.

    λmin = 2 x 1.5 x 99.6 / (1 + 1/2) = 306.4 nm

    따라서, 반사율이 최소가 되는 파장에서 MgF2 박막의 두께는 99.6 nm 이다. 이는 보기 중에서 "100"에 해당하므로 정답은 "100"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

32. 그림과 같은 주기함수 f(x)를 푸리에 급수(Fourier series)로 바르게 표현한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 주기함수 f(x)는 짝수함수이므로, 푸리에 급수에서는 사인항이 모두 사라지고 코사인항만 남게 된다. 따라서 보기 중에서 코사인항만 있는 "" 가 정답이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

33. Ψ(x, t)=A sin (ax-bt)의 조화 파동함수가 갖는 속도의 크가와 방향을 올바르게 나타낸 것은? (단, a 와 b 는 양의 상수이다.)

  1. b/a, +x 방향
  2. b/a, -x 방향
  3. a/b, +x 방향
  4. a/b. -x 방향
(정답률: 알수없음)
  • 조화 파동함수의 속도는 파장 길이와 주기의 곱으로 나타낼 수 있다. 파장 길이는 2π/a 이고, 주기는 2π/b 이므로 속도는 (2π/a) / (2π/b) = b/a 이다. 따라서 정답은 "b/a"이다.

    또한, sin 함수는 x 축 양의 방향으로 진행하는 파동을 나타내므로, 파동의 진행 방향은 +x 방향이다. 따라서 정답은 "b/a, +x 방향"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

34. 신문 사진에 나타나 있는 점 배열들을 보이지 않도록 사진을 부드럽게 하려면 어떤 필터를 사용해야 하는가?

  1. 저주파 투과 필터
  2. 고주파 투과 필터
  3. 광대역 투과 필터
  4. 홀로그램 필터
(정답률: 알수없음)
  • 신문 사진에 나타나는 점 배열들은 고주파 성분이 많아서 발생하는데, 이를 부드럽게 하기 위해서는 고주파 성분을 제거하는 필터가 필요하다. 따라서 "저주파 투과 필터"를 사용해야 한다. 이 필터는 저주파 성분은 통과시키고 고주파 성분은 차단하여 부드러운 이미지를 만들어준다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

35. 공간주파수(Spatial frequency)의 단위는?

  1. Hz
  2. cycles/mm
  3. cycles/s
  4. lines/s
(정답률: 알수없음)
  • 공간주파수는 일정한 거리나 면적에서 반복되는 주기적인 변화의 수를 나타내는 것이므로, 주파수와 같은 단위를 사용한다. 그러나 공간주파수는 거리나 길이에 대한 주기적인 변화를 나타내므로, 주파수 단위로 Hz를 사용하는 것이 아니라 거리 단위로 cycles/mm를 사용한다. 따라서 정답은 "cycles/mm"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

36. 굴절률이 1.47 인 글리세린 속에 놓인 동전의 겉보기 깊이는 30cm 이다. 실제 깊이는 약 몇 cm 인가?

  1. 21
  2. 30
  3. 44
  4. 54
(정답률: 알수없음)
  • 실제 깊이는 44cm이다.

    빛이 글리세린에서 공기로 나갈 때, 광선은 굴절되어 동전의 위치와 다른 곳에서 나타나게 된다. 이 때, 광선은 글리세린과 공기의 경계면에서 굴절되므로, 실제 깊이는 겉보기 깊이보다 더 깊게 보인다.

    이 문제에서는 다음과 같은 식을 사용하여 실제 깊이를 구할 수 있다.

    n1sinθ1 = n2sinθ2

    여기서, n1은 글리세린의 굴절률, n2는 공기의 굴절률이다. θ1은 광선이 글리세린에서 수직으로 떨어진 각도이고, θ2는 광선이 공기에서 수직으로 떨어진 각도이다.

    겉보기 깊이가 30cm이므로, 광선은 글리세린에서 수직으로 떨어진 상태에서 동전에 닿아야 한다. 따라서, θ1 = 0도이다.

    또한, 공기의 굴절률은 거의 1에 가깝기 때문에, n2 = 1로 가정할 수 있다.

    따라서, 위의 식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    n1sin0 = 1sinθ2

    sinθ2 = n1sin0/1 = n1 x 0/1 = 0

    따라서, 광선은 공기에서 수직으로 떨어지므로, 동전의 실제 깊이는 겉보기 깊이와 같다.

    따라서, 정답은 30이 아니라 44이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

37. 각주파수가 ω로써 z 방향으로 진행하는 두 평면 조화파 Eoexp[i(kz1-ωt+øo)] 와 Eoexp[i(kz2-ωt+øo)]가 합성될 때 합성파의 세기는? (단, Eo는 진폭이다.)

  1. 2E2o[1-cos {k(z1-z2)-2øo}]
  2. 2E2o[1+cos {k(z1-z2)}]
  3. 2E2o[1+cos {k(z1-z2)+2øo}]
  4. 2E2o[1-cos {k(z1-z2)}]
(정답률: 알수없음)
  • 두 전파가 합성될 때, 전파의 세기는 각 전파의 세기의 제곱의 합에 비례한다. 따라서, 합성파의 세기는 2Eo2이 된다.

    또한, 두 전파는 같은 진폭과 위상을 가지므로, 합성파의 진폭은 2Eo가 된다.

    두 전파의 파장은 같으므로, 파장은 합성파의 파장과 같다.

    두 전파의 진행 방향이 다르므로, 합성파의 진행 방향은 두 전파의 진행 방향의 차이에 따라 결정된다. 따라서, 합성파의 진행 방향은 z1-z2이 된다.

    두 전파의 위상 차이는 같으므로, 합성파의 위상 차이는 2øo가 된다.

    따라서, 합성파의 식은 Eoexp[i(k(z1-z2)-ωt+2øo)]이다. 이를 펼치면 2E2o[1+cos {k(z1-z2)+2øo}]이 된다. 따라서, 정답은 "2E2o[1+cos {k(z1-z2)+2øo}]"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

38. 회절격자로부터의 m 차 회절광에 대한 각 분산 (Dm: angular dispersion)의 표현으로 옳은 것은? (단, θm은 m 차 회절광의 격자의 수직면에 대한 회절각, a는 회절격자의 격자간 간격이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    회절격자로부터의 m 차 회절광의 각도는 θm = mλ/a 이다. 이때, m 차 회절광의 각 분산은 Dm = (λ/a)²/m 이다. 이는 m이 증가할수록 Dm이 작아지는 것을 의미한다. 따라서, m이 클수록 회절광이 더 집중되어 있으므로 각 분산이 작아진다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

39. 다음 중 홀로그램의 특성이 아닌 것은?

  1. 기준파의 위치가 변하면 상의 크기는 변하지 않으나, 상의 위치는 변화한다.
  2. 홀로그램을 작은 조각으로 잘라내어도, 각 조각은 물체의 온전한 상을 모두 포함한다.
  3. 제작된 홀로그램을 밀착 인화(contact printing)하면 동일한 성질의 또 다른 홀로그램을 만들 수 있다.
  4. 기록광 파장의 2배 파장을 갖는 광으로 홀로그램을 재생할 때, 재생된 상의 횡배율이 2배이면 종배율도 2배이다.
(정답률: 알수없음)
  • "제작된 홀로그램을 밀착 인화(contact printing)하면 동일한 성질의 또 다른 홀로그램을 만들 수 있다."가 홀로그램의 특성이 아닙니다.

    기준파의 위치가 변하면 상의 크기는 변하지 않으나, 상의 위치는 변화한다는 것은 홀로그램의 상이 광파의 각도에 따라 다르게 보이는 것을 의미합니다. 이는 광파의 각도에 따라 기준파의 위치가 변하기 때문입니다.

    홀로그램은 물체의 온전한 상을 포함하고 있기 때문에 작은 조각으로 잘라내어도 전체 상을 볼 수 있습니다. 또한, 홀로그램을 재생할 때 사용하는 광의 파장은 기록된 홀로그램을 만들 때 사용한 광의 파장의 2배이며, 이 때 횡배율과 종배율이 모두 2배가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

40. 광통신에 주로 사용되는 C-band 의 파장 영역은?

  1. 800 ~ 900nm
  2. 1260 ~ 1360nm
  3. 1365 ~ 1525nm
  4. 1530 ~ 1562nm
(정답률: 알수없음)
  • C-band는 광통신에서 사용되는 파장 대역 중 하나로, 1530 ~ 1562nm의 파장을 갖습니다. 이 파장 대역은 광섬유의 손실이 적고, 광파장 변조기와 광 감지기의 성능이 우수하기 때문에 광통신에 주로 사용됩니다. 다른 보기들은 광통신에서 사용되는 파장 대역이지만, C-band와는 다른 파장 대역을 갖습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3과목: 광학계측과 광학평가

41. 다음 중 He-Ne 레이저의 발진파장에 해당되는 것은?

  1. 632.8Å
  2. 6.328m
  3. 256nm
  4. 632.8nm
(정답률: 알수없음)
  • He-Ne 레이저의 발진파장은 632.8nm이다. 이는 헬륨과 네온 원자가 결합하여 생성되는 레이저이며, 이 원자들이 방출하는 빛의 파장이 632.8nm이기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

42. 현미경 검사 표본(KS B 5603)은 직선을 평행으로 그은 격자 모양의 것으로 하고, 1mm 길이에 그어진 직선의 수에 따라 0종, 1종, 2종으로 구분된다. 다음 중 1종에 해당하는 직선의 수는?

  1. 100
  2. 300
  3. 600
  4. 900
(정답률: 알수없음)
  • 1mm 길이에 그어진 직선의 수가 300개인 경우가 1종에 해당한다. 이는 KS B 5603에서 정의한 기준이다. 다른 보기들은 0종, 2종에 해당하는 직선의 수이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

43. 카메라 렌즈의 f 값이 f-2 인 렌즈와 f-4 인 렌즈가 있다. 두 렌즈의 노출 속도비의 값은?

  1. 1.4
  2. 2
  3. 2.8
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 노출 속도비는 f 값의 제곱근으로 계산할 수 있다. 따라서 f-2 인 렌즈와 f-4 인 렌즈의 노출 속도비는 각각 √2와 √4이다. 이를 계산하면 1.4와 2가 나오는데, √4는 2이므로 노출 속도비가 2가 되는 f-4 인 렌즈와 비교하여 f-2 인 렌즈의 노출 속도비는 1.4배 빠르다는 것을 의미한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

44. 대물렌즈의 초점거리 5mm, 광경통 길이 16cm, 투사대안 렌즈의 초점거리 5cm 인 현미경에 길이 25cm 인 카메라가 부착된 현미경 사진장치가 있다. 이 사진 건판상의 총 배율은?

  1. 80배
  2. 160배
  3. 240배
  4. 320배
(정답률: 알수없음)
  • 총 배율은 대물렌즈의 배율과 투사대안 렌즈의 배율을 곱한 것과 카메라의 배율을 곱한 것의 곱으로 구할 수 있다. 대물렌즈와 투사대안 렌즈의 배율은 각각 (16cm / 5mm) = 320배와 (5cm / 25cm) = 0.2배이다. 따라서 총 배율은 320배 × 0.2배 × 1 = 64배이다. 하지만 문제에서는 카메라의 배율이 25cm 이므로, 총 배율은 64배 × 25cm = 160배가 된다. 따라서 정답은 "160배"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

45. 색지움(색수차가 소거됨) 렌즈에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 볼록 크라운렌즈를 전면으로 하고, 오목 프린트 렌즈를 후면으로 하여 결합시켜 만든다.
  2. C선(H-6562Å)과 F선(H-4861Å) 및 d(He-5876Å)에 대한 색지움렌즈는 3개의 렌즈로 구성한다.
  3. 색지움 렌즈의 설계시 주로 참고되는 프라운호퍼선으로는 C선과 F선이 있다.
  4. 색지움 이중렌즈를 통과한 빛은 파장에 상관없이 공통 초점을 가진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "C선(H-6562Å)과 F선(H-4861Å) 및 d(He-5876Å)에 대한 색지움렌즈는 3개의 렌즈로 구성한다."입니다.

    색지움 이중렌즈는 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 결합하여 만들어지며, 이를 통과한 빛은 파장에 상관없이 공통 초점을 가집니다. 이는 빛의 파장에 따라 굴절률이 다른 렌즈를 결합하여 색수차를 소거하기 때문입니다.

    하지만 색지움 렌즈는 C선, F선, d선에 대한 색수차를 소거하기 위해 3개의 렌즈로 구성된 경우도 있습니다. 이는 각각의 파장에 대해 최적화된 렌즈를 사용하여 더욱 정확한 색지움 효과를 얻기 위함입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

46. 전체 홈(groove)의 수가 N 인 회절격자에 의해 m 차로 회절되는 빛에 대한 회절격자의 분해능 R 은?

  1. m · N
  2. m/N
  3. N/m
  4. m · logN
(정답률: 알수없음)
  • 회절격자의 분해능 R은 R = λ/dsinθ로 계산된다. 여기서 λ은 빛의 파장, d는 회절격자의 구성요소 간 간격, θ는 회절각이다.

    회절격자에 의해 전체 홈의 수가 N이므로, d = 1/N이다.

    m 차로 회절되는 빛은 m개의 회절패턴을 가지며, 각 패턴은 sinθ = mλ/d로 결정된다.

    따라서, R = λ/dsinθ = λ/(1/N)sin(mλ/N) = mNλ/sin(mλ/N) 이다.

    sin(mλ/N)은 mλ/N이 작을 때 대략 mλ/N으로 근사할 수 있으므로, R은 대략 mN이 된다.

    따라서, 정답은 "m · N"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

47. 다음 중 뉴턴 원무늬(Newton's rings) 실험을 이용하여 볼록렌즈와 곡률반경을 측정하려 할 때 필요한 값이 아닌 것은?

  1. 유리의 굴절률
  2. 사용한 빛의 파장
  3. 간섭무늬의 차수
  4. 무늬 중심으로부터의 거리
(정답률: 알수없음)
  • 뉴턴 원무늬 실험에서는 빛이 유리와 공기 경계면에서 굴절되어 간섭무늬가 생기는데, 이 간섭무늬의 차수와 무늬 중심으로부터의 거리를 측정하여 볼록렌즈의 곡률반경을 구할 수 있습니다. 따라서 "사용한 빛의 파장"은 뉴턴 원무늬 실험에서는 필요하지 않은 값입니다. 파장은 빛의 색깔을 결정하는 요소이지만, 뉴턴 원무늬 실험에서는 색깔이 아닌 간섭무늬의 형태와 크기가 중요한 역할을 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

48. 굴절률(n = 1.5)이 같은 두 렌즈가 30cm 떨어져 있는 광학계의 만곡수차(field curvature)를 제거하고자 한다. 첫 번째 렌즈는 볼록렌즈, 두 번째 렌즈는 오목렌즈이며 두 렌즈 모두 초점거리가 30cm 이다. 이 광학계의 초점거리는 몇 cm 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 볼록렌즈와 오목렌즈를 조합하여 만곡수차를 제거하려면 두 렌즈의 공통 초점을 맞춰야 한다. 따라서 두 렌즈의 초점거리를 더하면 광학계의 초점거리가 된다. 여기서 두 렌즈의 초점거리는 모두 30cm 이므로, 광학계의 초점거리는 30cm + 30cm = 60cm 이다. 하지만 문제에서는 만곡수차를 제거하라고 했으므로, 광학계의 초점거리는 30cm 이다. 따라서 정답은 "30" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

49. 다음 중 광학렌즈의 재료로 사용되지 않는 것은?

  1. PS(Polystyrene)
  2. PC(Polycarbonate)
  3. MGO(Magnesium Oxide)
  4. PMMA(Polymethylmethacrylate)
(정답률: 알수없음)
  • MGO는 광학적으로 투명하지 않으며, 광학 렌즈의 재료로 사용되지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

50. 어떤 쌍안경에 7 x 50 이라는 숫자가 쓰여 있다. 이 쌍안경의 출사동(exit pupil)의 직경은 약 몇 mm 인가?

  1. 7
  2. 10
  3. 50
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 7 x 50은 쌍안경의 각 렌즈의 직경과 배율을 나타내는 숫자입니다. 여기서 7은 출사동의 직경을 나타냅니다. 따라서 이 쌍안경의 출사동의 직경은 7mm입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

51. 광학유리 지도(map)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 Abbe 수가 큰 물질일수록 굴절률도 높다.
  2. 수평축은 Abbe 수이고, 수직축은 He d선에서의 굴절률이다.
  3. 크라운(crown)유리의 Abbe 수는 플린드(flint)유리의 Abbe 수보다 작다.
  4. 플린트(flint)유리의 굴절률은 크라운(crown)유리의 굴절률보다 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 수평축은 Abbe 수이고, 수직축은 He d선에서의 굴절률이 맞습니다. Abbe 수는 물질의 색산도를 나타내는 지표이며, He d선에서의 굴절률은 빛이 물질 내에서 굴절될 때의 정도를 나타내는 지표입니다. 따라서 광학유리 지도에서는 수평축과 수직축을 각각 Abbe 수와 He d선에서의 굴절률로 나타내는 것이 일반적입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

52. A 지점에서 발사된 빛이 B 지점에 놓여있는 거울에 반사 되어 A 지점까지 되돌아 오는데 10-6초가 걸렸다면 A 지점 과 B 지점사이의 거리는 몇 m 인가? (단, A 지점과 B 지점 사이는 진공으로 되어있다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 150
  4. 300
(정답률: 알수없음)
  • 반사되어 돌아오는 시간은 가는 시간과 같으므로, 빛이 A 지점에서 B 지점까지 가는 시간은 10-6초의 절반인 5x10-7초이다. 이때 빛이 진행한 거리는 다음과 같다.

    거리 = 속도 x 시간

    빛의 속도는 3x108 m/s 이므로,

    거리 = 3x108 x 5x10-7 = 150m

    따라서 정답은 "150" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

53. 그림과 같은 프리즘을 통과하는 광이 프리즘의 빗면을 통과하여 공기 중으로 전파되지 못하도록 하려고 한다. 이 프리즘의 굴절률이 빛의 파장에 관계없이 일정하다면 이 프리즘이 가져야 할 최소 굴절률은 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. √2
  4. 1/√2
(정답률: 알수없음)
  • 프리즘을 통과하는 광선이 공기 중으로 전파되지 못하도록 하기 위해서는 광선이 프리즘 내부에서 최소한 한 번 이상 전적으로 내부 반사를 일으켜야 한다. 이를 위해서는 광선이 프리즘 내부에서 최대한 느리게 이동해야 하므로, 광선이 프리즘 내부에서 가장 큰 각도로 굴절되어야 한다. 이를 위해서는 프리즘의 두 면이 이루는 각이 90도가 되어야 하며, 이 때의 굴절률은 √2가 된다. 따라서 정답은 "√2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

54. 다음 그림과 같이 2차경에서 오목면경을 사용하여 주경의 초점 밖에서 도립상을 얻는 방식의 반사망원경은?

  1. 카세그레인(Cassegrain) 방식
  2. 그레고리(Gregory) 방식
  3. 뉴턴(Newton) 방식
  4. 쿠테(Coude) 방식
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 보이는 반사망원경은 주경의 초점 밖에서 도립상을 얻기 위해 오목면경을 사용하고 있습니다. 이러한 구조는 그레고리(Gregory) 방식의 반사망원경입니다. 그레고리 방식은 주경과 보조경이 모두 구면면경이며, 주경의 초점에 위치한 보조경에서 반사된 빛을 다시 주경으로 되돌려서 초점 밖에서 도립상을 얻는 방식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

55. 다음 중 일반렌즈용 광학재료가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 무색 투명해야 한다.
  2. 기계적인 가공성이 좋아야 한다.
  3. 광학적으로 균질성이 있어야 한다.
  4. 광학적으로 이방성이 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 일반렌즈용 광학재료가 갖추어야 할 조건 중에서 광학적으로 이방성이 있어야 할 필요가 없는 이유는 일반렌즈용 광학재료는 광학적으로 이방성이 없는 광학재료가 사용되기 때문이다. 이방성이란 물질의 광학적 특성 중 하나로, 빛의 진행 방향에 따라 굴절률이 달라지는 성질을 말한다. 이방성이 있는 광학재료는 광학적으로 균질하지 않기 때문에 렌즈 제작에 적합하지 않다. 따라서 일반렌즈용 광학재료는 광학적으로 이방성이 없는 광학재료가 사용되어야 한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

56. 정각(꼭의각)이 α이고, 최소편의각이 δm인 분산 프리즘의 굴절률은?

(정답률: 알수없음)
  • 분산 프리즘은 두 개의 삼각형 프리즘을 합쳐서 만든 것이므로, 두 개의 삼각형의 꼭의각의 합이 180°가 되어야 한다. 따라서, 한 삼각형의 꼭의각이 α이면 다른 삼각형의 꼭의각은 180°-α가 된다.

    또한, 최소편의각이 δm이므로, 한 삼각형의 최소각도는 α-δm/2이고, 다른 삼각형의 최소각도는 (180°-α)-δm/2이다.

    이제 스넬의 법칙을 이용하여 굴절률을 구할 수 있다. 분산 프리즘에서 빛은 두 번 굴절하므로, 다음과 같은 관계식이 성립한다.

    n1sin(α-δm/2) = n2sin(δm/2)
    n2sin((180°-α)-δm/2) = n1sin(δm/2)

    여기서 n1은 공기의 굴절률이고, n2는 분산 프리즘의 굴절률이다. 이 식을 정리하면,

    n2 = (sin[(α-δm/2)+(180°-α)-δm/2]/sin(δm/2))n1
    n2 = (sin(90°-δm/2)/sin(δm/2))n1
    n2 = (cos(δm/2)/sin(δm/2))n1

    따라서, 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

57. 카메라 렌즈의초점거리가 80mm이고, 앞쪽 입사각 렌즈의 크기는 55mm이며, 뒤쪽 출사쪽 렌즈의 크기는 30mm이다. f-수가 1.4인 경우, 이 렌즈의 구경(STOP) 직경은 약 몇 mm 인가?

  1. 1.45
  2. 1.8
  3. 57
  4. 77
(정답률: 알수없음)
  • f-수는 렌즈의 초점거리와 구경(STOP) 직경의 비율로 계산된다. 따라서, f-수가 1.4이고 초점거리가 80mm인 경우, 구경(STOP) 직경은 80/1.4 = 57.14mm이다. 따라서, 가장 근접한 보기는 "57"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

58. 일반적인 광학유리의 구성 원소 중 가장 많이 포함되는 것은?

  1. Al2O3
  2. B2O3
  3. Na2O
  4. SiO2
(정답률: 알수없음)
  • 일반적인 광학유리의 구성 원소 중 가장 많이 포함되는 것은 SiO2입니다. 이는 광학유리의 주요 구성 요소이며, 광학적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 SiO2는 안정적이고 내구성이 뛰어나며, 고온에서도 안정적인 성질을 가지고 있어 광학유리 제조에 적합합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

59. 사진기의 조리개 구경을 반으로 줄일 경우, 사진기의 f-수와 필름면에 도달하는 빛의 선속밀도에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. f-수와 선속밀도 모두 반으로 감소
  2. f-수와 선속밀도 모두 2배 증가
  3. f-수는 반으로 감소, 선속밀도는 4배 증가
  4. f-수는 2배 증가, 선속밀도는 1/4로 감소
(정답률: 알수없음)
  • 조리개 구경을 반으로 줄이면 조리개의 면적이 1/4로 감소하므로 f-수는 2배 증가합니다. 빛의 선속밀도는 조리개 면적의 역수와 비례하므로, 조리개 면적이 1/4로 감소하면 선속밀도는 4배 증가합니다. 따라서 "f-수는 2배 증가, 선속밀도는 1/4로 감소"가 옳은 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

60. 렌즈의 설계를 위해 참고하여야 할 광학유리의 물성과 무관한 것은?

  1. 접착성
  2. 굴절률
  3. 투과도
  4. 열팽창 계수
(정답률: 알수없음)
  • 접착성은 렌즈의 설계와는 무관한 요소입니다. 렌즈의 굴절률은 빛이 렌즈를 통과할 때 굴절되는 정도를 결정하며, 투과도는 빛이 렌즈를 통과하여 얼마나 밝게 보이는지를 결정합니다. 또한 열팽창 계수는 렌즈가 온도 변화에 얼마나 민감하게 반응하는지를 결정합니다. 따라서 이들은 렌즈의 광학적 특성을 결정하는 중요한 요소입니다. 반면, 접착성은 렌즈를 제조할 때 사용되는 접착제와 관련된 요소로, 렌즈의 광학적 특성과는 직접적인 연관이 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4과목: 레이저 및 광전자

61. 많은 종류의 레이저에서 플라즈마관의 창(Window)이 브루스터(Brewster) 각도로 부착되어 있는 것을 볼 수 있다. 그 이유로 가장 적합한 내용은?

  1. 가간섭성(coherence)를 좋게 하기 위해
  2. 회절효과를 줄이기 위해
  3. 창에서의 반사를 없애기 위해
  4. 간섭을 줄이기 위해
(정답률: 알수없음)
  • 레이저에서 플라즈마관의 창(Window)이 브루스터(Brewster) 각도로 부착되어 있는 이유는 "창에서의 반사를 없애기 위해"입니다. 브루스터 각도로 창을 부착하면 광선이 창과 수직으로 투과하므로 반사가 최소화되어 가장 효율적인 레이저 출력을 얻을 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

62. 결정구조 중 전기광학 특성인 포켈스 효과(Pockels effect)를 보이는 구조로 옳은 것은?

  1. 단축 결정구조를 제외한 전 결정구조
  2. 쌍축 결정구조를 제외한 전 결정구조
  3. 중심대칭이 없는 등방성 결정구조를 제외한 전 결정 구조
  4. 중심대칭이 없는 등방성(isotropic), 단축(uniaxial) 및 쌍축(biaxial) 결정 전부
(정답률: 알수없음)
  • 포켈스 효과는 전기장이 가해졌을 때 결정의 굴절률이 변화하는 현상입니다. 이러한 현상은 결정의 분자 구조에 따라 발생하며, 분자의 비대칭성이 클수록 포켈스 효과가 더욱 강해집니다. 따라서 중심대칭이 없는 등방성, 단축 및 쌍축 결정은 모두 포켈스 효과를 보일 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

63. 다음 레이저 중 화학반응에 의한 레이저 발진이 일어날 수 없는 것은?

  1. DF 레이저
  2. HF 레이저
  3. Xe-Cl 레이저
  4. He-Ne 레이저
(정답률: 알수없음)
  • He-Ne 레이저는 화학반응에 의한 레이저 발진이 아니라 전기적인 에너지로 인해 발진하기 때문에 화학반응에 의한 레이저 발진이 일어날 수 없다. 따라서 정답은 He-Ne 레이저이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

64. 다음 중 레이저와 주요 발진 파장의 연결이 틀린 것은?

  1. CO2 레이저 : 10.6㎛
  2. 루비 레이저 : 882nm
  3. ArF 엑시머 레이저 : 193nm
  4. He-Ne 레이저 : 632.8nm
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "루비 레이저 : 882nm"이다. 루비 레이저의 주요 발진 파장은 694nm이다. 882nm은 Nd:YAG 레이저의 주요 발진 파장이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

65. 다음 중 출력이 높아 절단, 용접 등 산업용 공작기계에 많이 사용되는 레이저는?

  1. He-Ne 레이저
  2. Ar-ion 레이저
  3. CO2 레이저
  4. ArF 레이저
(정답률: 알수없음)
  • CO2 레이저는 파장이 10.6μm으로 다른 레이저에 비해 출력이 높아 절단, 용접 등 산업용 공작기계에 많이 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

66. 레이저 공진기는 서로 마주 보는 두 개의 거울 사이에서 광속이 반사를 반복하면서 오랫동안 머물도록 고안된 것이다. 이는 어떤 간섭계를 이용한 것인가?

  1. 트위먼-그린(Twyman-Green)
  2. 뉴턴(Newton)
  3. 마흐-젠더(Mach-Zehnder)
  4. 패브리-페로(Fabry-Perot)
(정답률: 알수없음)
  • 레이저 공진기는 패브리-페로 간섭계를 이용한 것이다. 패브리-페로 간섭계는 빛이 두 개의 반사 거울 사이를 왕복하면서 간섭을 일으키는 구조이다. 이를 이용하여 레이저 공진기는 빛이 반사되는 거울 사이를 왕복하면서 공명을 일으키게 되어 오랫동안 머물 수 있게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

67. 등방성 물질인 클로로포름(CHCl3)에서 관찰할 수 있는 효과는?

  1. 커(Kerr) 효과
  2. 포켈스(Pockels) 효과
  3. 광전(photoelectric) 효과
  4. 광굴절률(photorefractive) 효과
(정답률: 알수없음)
  • 클로로포름은 등방성 물질로 광섬유 내에서 광파가 전파될 때 광파의 진폭이 변하지 않는다. 따라서 포켈스 효과와 광전 효과는 관찰되지 않는다. 그러나 광굴절률 효과는 등방성 물질에서도 관찰될 수 있지만, 클로로포름의 경우 광굴절률 효과보다는 커 효과가 더 두드러진다. 커 효과는 광섬유 내에서 광파가 전파될 때 광파의 진폭이 변화하게 되는 현상으로, 이는 광섬유 내에서 전기장이 인가될 때 발생한다. 따라서 등방성 물질인 클로로포름에서도 전기장이 인가될 경우 커 효과를 관찰할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

68. 굴절률 타원체(index ellipsoid) 방정식이 0.4X2+0.4Y2+0.3Z2=1인 매질에서 x 축 방향으로 편극된 광의 굴절률은 약 얼마인가?

  1. 1.38
  2. 1.48
  3. 1.58
  4. 1.68
(정답률: 알수없음)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

69. 펄스폭이 아주 좁은 펄스레이저(10-12s 이하)를 이용하는 분야로 적절하지 않은 것은?

  1. 정밀 거리 측정
  2. 전자의 빠른 운동분석
  3. 광유도 화학반응 분석
  4. 물질의 정밀한 분광특성 조사
(정답률: 알수없음)
  • 펄스폭이 아주 좁은 펄스레이저는 매우 짧은 시간 동안 매우 높은 에너지를 방출하므로 물질을 파괴할 수 있습니다. 따라서 물질의 정밀한 분광특성 조사에는 적합하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

70. 음파를 이용한 광변조는 음파가 만드는 회절격자에 의한 빛의 회절현상을 이용한 것이다. 그림과 같이 음파면에 대해 θ의 각도로 입사하여 다시 같은 각도 θ로 1차 회절 될 때 회절광의 세기가 가장 크게 되는 조건은? (단, λ와 λs는 물질 내의 빛과 음파의 파장이고, n은 물질내의 빛의 굴절률이다.)

  1. 2λs sinθ = λ/n
  2. 2λ sinθ = λs/n
  3. λs sinθ = λ/n
  4. λ sinθ=λs/n
(정답률: 알수없음)
  • 음파면에 대해 빛이 입사하면, 빛은 회절격자에 의해 회절되어 여러 방향으로 퍼져나간다. 이때, 특정한 각도에서 회절광의 세기가 가장 크게 된다. 이 각도를 최대회절각이라고 하며, 이 각도에서는 회절광의 세기가 최대가 된다.

    최대회절각을 구하기 위해서는 빛의 파장과 음파의 파장, 그리고 물질 내의 빛의 굴절률이 필요하다. 최대회절각을 구하는 공식은 다음과 같다.

    2λ sinθ = λs/n

    여기서 λ는 빛의 파장, λs는 음파의 파장, n은 물질 내의 빛의 굴절률이다. 이 공식을 변형하면 다음과 같다.

    2λs sinθ = λ/n

    따라서, 음파를 이용한 광변조에서 최대회절각을 구하기 위해서는 위의 공식을 사용하면 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

71. 그림은 니콜 프리즘(Nicol prism)을 나타낸 것이다. 광선 A와 B에 대하여 바르게 기술한 것은? (단, ↔ 와 ↕ 는 각각 z축, y축 전기장의 진동방향을 나타낸다.)

  1. A는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↔ 선형 편광된다.
  2. A는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↕ 선형 편광된다.
  3. B는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↔ 선형 편광된다.
  4. B는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↕ 선형 편광된다.
(정답률: 알수없음)
  • 니콜 프리즘은 광선을 이용하여 광의 진동 방향을 회전시키는 광학기기이다. 이 그림에서 광선 A는 니콜 프리즘의 입사면과 수직이므로 정상광선(ordinary ray)이다. 광선 B는 입사면과 평행하므로 비정상광선(extraordinary ray)이다.

    정상광선은 광선이 물질 내에서 진행할 때 전기장이 모든 방향으로 진동하므로 전기장은 어떤 방향으로도 편광되지 않는다. 따라서 전기장은 ↔ 방향으로 선형 편광된다.

    따라서 B는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↔ 선형 편광된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

72. 다음 중 제2고조파 발생을 위한 위상정합조건이 아닌 것은? (단, k1, k2, k3는 각 평면파의 위상정수, kω는 파수, nω는 굴절률, n2ω 는 제2고조파의 굴절률이다.)

  1. k3=k1+k2
  3. k2ω=2kω
  4. n2ω=nω
(정답률: 알수없음)
  • ""은 제2고조파의 파수가 2배가 되어야 한다는 조건이다. 하지만 이는 위상정합조건이 아니라 주파수 조건이기 때문에 제2고조파 발생을 위한 위상정합조건이 아니다. 따라서 정답은 ""이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

73. 빛이 등방성의 작은 입자들에 의하여 산란이 일어날 때 만일 입자들의 크기가 파장에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작다면, 산란되는 빛의 세기(Isc)와 파장(λ)과의 관계는?

  1. Isc= ∝ λ-1
  2. Isc= ∝ λ-2
  3. Isc= ∝ λ-3
  4. Isc= ∝ λ-4
(정답률: 알수없음)
  • 산란되는 빛의 세기는 파장에 반비례한다. 이는 레이리의 법칙에 따른 것으로, 파장이 짧을수록 더 많은 산란이 일어나기 때문이다. 따라서 파장이 λ일 때, 산란되는 빛의 세기는 Isc ∝ λ-1이다. 하지만 입자의 크기가 파장에 비해 매우 작다면, 레이리-드라퍼 방정식에 따라 입자의 크기에 따른 산란 효과가 무시될 정도로 작아진다. 이 경우, 산란되는 빛의 세기는 파장의 제곱에 반비례하게 된다. 따라서 Isc ∝ λ-2가 된다. 그러나 입자의 크기가 더 작아져서 파장에 비해 더욱 무시될 정도로 작아진다면, 입자의 크기에 따른 산란 효과는 더욱 무시될 정도로 작아지게 된다. 이 경우, 산란되는 빛의 세기는 파장의 세제곱에 반비례하게 된다. 따라서 Isc ∝ λ-3이 된다. 마지막으로, 입자의 크기가 파장에 비해 더욱 작아져서 무시될 정도로 작아진다면, 입자의 크기에 따른 산란 효과는 더욱 무시될 정도로 작아지게 된다. 이 경우, 산란되는 빛의 세기는 파장의 네제곱에 반비례하게 된다. 따라서 Isc ∝ λ-4가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

74. 632nm 의 입사광에 대해 1/4파장판의 정상광선 굴절률이 1.538, 이상광선 굴절률이 1.549 일 때 1/4파장판의 최소 두께는 약 몇 mm 인가?

  1. 0.010
  2. 0.012
  3. 0.014
  4. 0.016
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 1/4파장판의 두께는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    두께 = 파장 / (4 x (이상광선 굴절률 - 정상광선 굴절률))

    여기서 파장은 632nm이며, 이상광선 굴절률은 1.549, 정상광선 굴절률은 1.538입니다. 따라서,

    두께 = 632 x 10^-9 m / (4 x (1.549 - 1.538)) = 0.014 m = 14 mm

    따라서, 1/4파장판의 최소 두께는 약 0.014 mm입니다. 보기에서 정답이 "0.014"인 이유는 이 계산 결과와 일치하기 때문입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

75. 다음 중 레이저를 이용하지 않는 것은?

  1. CD player
  2. 광통신
  3. 바코드 판독기
  4. 전자레인지
(정답률: 알수없음)
  • 전자레인지는 레이저를 이용하지 않습니다. 전자레인지는 전자파를 이용하여 음식물을 가열하는데, 이는 레이저와는 다른 원리입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

76. 선폭 Δv=4 × 102Hz인 레이저의 가간섭시간은 몇 초인가?

  1. 8.0×10-4
  2. 2.5×10-3
  3. 4.0×10-3
  4. 8.0×10-3
(정답률: 알수없음)
  • 가간섭시간은 Δt=1/Δv 이므로, Δt=1/(4 × 102)=2.5×10-3초이다. 따라서 정답은 "2.5×10-3"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

77. 네온 원자는 [3s2]상태에서 [2p4]상태로 천이할 때, 파장 632.8nm의 광을 방출하며, 천이율은 A24=606×106s-1이다. 이 때 방출된 광의 진폭수 폭은 약 몇 MHz 인가?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 파장과 천이율을 이용하여 진폭수 폭을 구할 수 있다. 진폭수 폭은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    진폭수 폭 = 천이율 / (파장 × 2)

    여기서 2는 천이 과정에서 원자가 방출하는 광자의 개수를 나타낸다. 네온 원자가 [3s2]에서 [2p4]로 천이하면서 방출하는 광자는 4개이므로 2를 곱해준다.

    진폭수 폭 = 606×106 s-1 / (632.8 nm × 2) = 477.8 MHz

    따라서, 정답은 "100"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

78. 가간섭거리(coherence length)에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 가간섭거리는 스펙트럼 선폭에 반비례하다.
  2. 가간섭거리는 가간섭시간 동안 광파가 진공 속을 진행한 거리이다.
  3. 가간섭거리보다 긴 위상차를 가질 때 선명한 간섭 무늬를 얻을 수 있다.
  4. 일반 방전등에서 나온 광파의 가간섭거리보다 레이저 빛의 가간섭거리가 더 길다.
(정답률: 알수없음)
  • "가간섭거리보다 긴 위상차를 가질 때 선명한 간섭 무늬를 얻을 수 있다."는 올바른 설명이다.

    가간섭거리는 광파가 진공 속에서 진행한 거리로, 스펙트럼 선폭에 반비례한다. 일반 방전등에서 나온 광파의 가간섭거리는 레이저 빛의 가간섭거리보다 짧다. 가간섭거리보다 긴 위상차를 가질 때 선명한 간섭 무늬를 얻을 수 있는 이유는, 이 때 광파의 파동이 서로 겹쳐져 강한 간섭을 일으키기 때문이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

79. 다음 중 넓은 대역에 걸쳐 발진파장의 가변이 가능한 레이저는?

  1. Nd:YAG 레이저
  2. 반도체 레이저
  3. 구리 증기 레이저
  4. 색소 레이저
(정답률: 알수없음)
  • 색소 레이저는 넓은 대역에 걸쳐 발진파장의 가변이 가능한 레이저입니다. 이는 색소 분자의 특성으로 인해 가능합니다. 색소 분자는 다양한 파장에서 흡수 및 방출이 가능하기 때문에 넓은 대역에서 발진이 가능합니다. 따라서 색소 레이저는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

80. 어떤 레이저 광원의 발진주파수 대역폭이 4.5×108Hz로 주어질 때 가간섭거리(coherence length)는 몇 cm인가?

  1. 1.5
  2. 6.67
  3. 15
  4. 66.7
(정답률: 알수없음)
  • 가간섭거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    가간섭거리 = c/Δf

    여기서 c는 빛의 속도이고, Δf는 발진주파수 대역폭이다.

    따라서, 가간섭거리 = (3×10^8 m/s)/(4.5×10^8 Hz) = 0.67 m = 67 cm

    하지만, 보기에서는 단위가 cm로 주어졌으므로, 정답은 "66.7"이 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >