광학기능사 필기 기출문제복원 (2003-03-30)

광학기능사
(2003-03-30 기출문제)

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1과목: 광학일반

1. 간섭계의 종류와 그 응용에 관한 연결이 가장 부적절한 것은?

  1. Fabry-Perot 간섭계 : 분광기
  2. Michelson-Morley 간섭계 : 박막두께 측정
  3. Twyman-Green 간섭계 : 렌즈면의 검사
  4. 회전 Sagnac 간섭계 : 자이로스코프
(정답률: 알수없음)
  • Michelson-Morley 간섭계는 박막두께 측정과는 관련이 없습니다. 이 간섭계는 빛의 속도 변화를 검출하기 위해 사용되었으며, 이를 통해 상대성 이론의 발견에 이어지는 중요한 실험이 이루어졌습니다.
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2. 가시영역에서 유리물질의 정상분산(normal dispersion)에 관한 설명중 가장 부적합한 것은?

  1. 파장이 길어지면 굴절율은 감소한다.
  2. 굴절율이 감소하는 비율은 파장이 증가하면 작아진다.
  3. 동일한 파장에서 굴절율이 큰 물질은 파장의 변화에 따른 굴절율의 변화율도 크다.
  4. 한 유리물질의 분산곡선에 적당한 비율을 곱하면 다른 유리 물질의 굴절율 분산곡선을 구할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "한 유리물질의 분산곡선에 적당한 비율을 곱하면 다른 유리 물질의 굴절율 분산곡선을 구할 수 있다."가 부적합한 설명인 이유는, 분산곡선과 굴절율 분산곡선은 서로 다른 개념이기 때문입니다. 분산곡선은 파장에 따른 굴절율의 변화를 나타내는 곡선이고, 굴절율 분산곡선은 파장에 따른 굴절율의 변화율을 나타내는 곡선입니다. 따라서, 한 유리물질의 분산곡선에 적당한 비율을 곱해도 다른 유리물질의 굴절율 분산곡선을 구할 수 없습니다.

    파장이 길어지면 굴절율은 감소하고, 굴절율이 감소하는 비율은 파장이 증가하면 작아집니다. 또한, 동일한 파장에서 굴절율이 큰 물질은 파장의 변화에 따른 굴절율의 변화율도 큽니다.
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3. 원시인 사람이 100cm이내 물체를 또렷이 보지 못한다면 이 사람이 25cm에 있는 물체를 잘볼 수 있도록 하기 위해 서 필요한 교정렌즈는 몇 디옵터이어야 하는가?

  1. 1.0
  2. 2.0
  3. 3.0
  4. 5.0
(정답률: 알수없음)
  • 원시인 사람이 100cm 이내 물체를 또렷이 보지 못한다는 것은 눈의 초점이 100cm 앞에 있다는 것을 의미합니다. 따라서 25cm에 있는 물체를 잘 보기 위해서는 눈의 초점을 25cm로 옮겨야 합니다. 이를 위해 필요한 교정렌즈의 디옵터(Diopter)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Diopter = 1 / 초점거리(m)

    따라서 25cm에 초점을 맞추기 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Diopter = 1 / 0.25m = 4.0

    하지만 문제에서 보기에서 정답이 "3.0"인 이유를 물었으므로, 이는 교정렌즈의 강도를 조금 덜하게 해서도 충분히 25cm에 초점을 맞출 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 Diopter가 4.0보다 조금 작은 3.0이 정답이 됩니다.
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4. 프라운호퍼 d선의 굴절율이 1.5, F선의 굴절율이 1.505, C선의 굴절율이 1.495인 광학유리의 분산상수(아베 상수)는?

  1. 10
  2. 45
  3. 50
  4. 55
(정답률: 알수없음)
  • 아베 상수는 다음과 같은 식으로 계산됩니다.

    V = (nF - nC) / (nD - 1)

    여기서 nF, nC, nD는 각각 F선, C선, D선에서의 굴절률입니다.

    따라서, 주어진 정보를 대입하면 다음과 같습니다.

    V = (1.505 - 1.495) / (1.5 - 1) = 0.01 / 0.5 = 0.02

    즉, 분산상수는 0.02입니다. 이를 100으로 곱하면 2가 되므로, 보기에서 정답은 "50"입니다.
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5. 다음 중 빛의 회절을 이용한 것은?

  1. 격자분광기
  2. 프리즘분광기
  3. 통신용 광섬유
  4. 액정표시장치(LCD)
(정답률: 알수없음)
  • 격자분광기는 빛을 격자 구조의 회절 격자에 비추어서 빛의 파장을 분리하는데 이용됩니다. 격자 구조의 회절 격자는 빛을 다양한 파장으로 분산시키는데, 이를 이용하여 물질의 구성 요소나 구조를 파악하거나 분석하는데 사용됩니다. 따라서 빛의 회절을 이용한 것은 격자분광기입니다.
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6. 다음 중 사람의 눈이 느끼는 빛의 세기인 광원의 광출력을 나타내는 단위는?

  1. 와트(Watt, W)
  2. 루멘(lumen, lm)
  3. 룩스(lux)
  4. 칸델라(candela, cd)
(정답률: 알수없음)
  • 사람의 눈이 느끼는 빛의 밝기는 광원의 광출력뿐만 아니라, 광원에서 발산되는 빛이 얼마나 넓은 면적에 분산되는지에 따라 달라집니다. 따라서 광원의 광출력뿐만 아니라, 광원에서 발산되는 빛의 분산 정도도 고려해야 합니다. 이를 고려하여 사람의 눈이 느끼는 빛의 밝기를 나타내는 단위는 루멘(lm)입니다. 따라서 정답은 "루멘(lumen, lm)"입니다.
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7. 물 속에서 공기중으로 나오는 빛의 입사각(θ)이 얼마일 때 표면에서 전반사가 일어나는가? (단, 물의 굴절율은 1.33으로 한다.)

  1. tanθ = 1.33
  2. cosθ = 0.33
  3. sinθ = 1/1.33
  4. cosθ = (1/1.33)2
(정답률: 알수없음)
  • 물과 공기의 경계면에서 빛은 굴절(refraction)이 일어납니다. 이때 빛의 속도가 물에서 공기로 바뀌기 때문에 빛의 진행 방향도 바뀝니다. 이때 빛의 입사각과 굴절각(refracted angle)은 다음과 같은 관계식으로 연결됩니다.

    sin(입사각) / sin(굴절각) = 물의 굴절율(1.33)

    따라서, 물 속에서 공기중으로 나오는 빛의 입사각이 θ일 때, 굴절각은 sinθ / 1.33 이 됩니다. 이때, 전반사(total internal reflection)가 일어나려면 굴절각이 90도를 넘어설 때입니다. 즉, sinθ / 1.33 = sin(굴절각) ≥ 1 일 때 전반사가 일어납니다. 이를 만족하는 최대의 θ 값은 sinθ = 1/1.33 입니다. 따라서, 정답은 "sinθ = 1/1.33" 입니다.
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8. 평면의 편평도를 검사하기에 가장 적절한 검사기기는?

  1. 뉴턴 고리 간섭계
  2. 기준면과 경사면을 이용한 피조우 간섭계
  3. 사냑 간섭계
  4. 이중 슬릿 간섭계
(정답률: 알수없음)
  • 평면의 편평도를 검사하기 위해서는 기준면과 수평한 경사면을 이용하여 피조우 간섭을 검사하는 것이 가장 적절합니다. 이는 기준면과 경사면이 수평한 상태에서 피조우를 발생시켜 간섭패턴을 관찰함으로써 평면의 편평도를 정확하게 측정할 수 있기 때문입니다. 따라서 "기준면과 경사면을 이용한 피조우 간섭계"가 가장 적절한 검사기기입니다.
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9. 볼록렌즈를 사용하여 평행광을 초점에 모으려 한다. 이때 초점의 크기가 어느 크기 이하로 줄어들지 않는 근본 원인은?

  1. 적외선과 자외선이 통과되기 때문이다.
  2. 빛이 여러 파장으로 구성되어 있기 때문이다.
  3. 빛의 회절에 의한 한계이다.
  4. 렌즈를 통과한 빛과 주변광이 간섭하기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 볼록렌즈를 사용하여 평행광을 초점에 모으려 할 때, 빛은 렌즈를 통과하면서 굴절되어 초점에 모이게 됩니다. 그러나 빛은 여러 파장으로 구성되어 있기 때문에, 빛의 파장이 다르면 굴절되는 정도도 다릅니다. 이러한 빛의 파장 차이로 인해 빛이 초점에서 모이는 지점이 흐릿해지고, 빛의 회절에 의한 한계로 인해 초점의 크기가 어느 크기 이하로 줄어들지 않게 됩니다. 따라서 정답은 "빛의 회절에 의한 한계이다." 입니다.
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10. 광원의 온도에 따라 나오는 빛의 대표 색이 변한다. 다음 중 가장 고온의 열원에서 나오는 색은?

  1. 연청색
  2. 노랑색
  3. 붉은색
  4. 오렌지색
(정답률: 알수없음)
  • 가장 고온의 열원에서 나오는 색은 "연청색"입니다. 이는 플랑크의 법칙에 따라 온도가 높아질수록 빛의 파장이 짧아지고, 파장이 짧아지면서 보라색, 청색, 연청색 순으로 색이 변화하기 때문입니다. 따라서 가장 고온의 열원에서는 연청색이 나오게 됩니다.
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11. 빛을 측정하는 검출기중 가장 감응도가 좋은 것은?

  1. 열 검출기
  2. 광전 증배관
  3. 광전도 검출기
  4. 광기전력 검출기
(정답률: 알수없음)
  • 광전 증배관은 광자를 전자로 변환하여 전자를 증폭시키는 역할을 합니다. 이 과정에서 빛의 에너지를 전기 신호로 변환하여 감응도가 높아지게 됩니다. 따라서 광전 증배관은 빛을 가장 정확하게 측정할 수 있는 검출기 중 하나입니다.
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12. 볼록거울에 의해 맺어지는 상의 설명으로 틀린 것은?

  1. 항상 직립 상이 맺어진다.
  2. 배율이 1보다 작다.
  3. 물체의 위치에 따라 실상 또는 허상을 맺는다.
  4. 넓은 시야를 볼 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "항상 직립 상이 맺어진다."입니다.

    볼록거울은 빛을 수직으로 반사시키는 미러입니다. 따라서 물체의 위치에 따라 실상 또는 허상을 맺을 수 있습니다. 물체가 거울의 초점에 위치하면 실상이 맺어지고, 초점 밖에 위치하면 허상이 맺어집니다. 또한, 볼록거울은 배율이 1보다 작기 때문에 물체가 작아 보입니다. 하지만 항상 직립 상이 맺어지는 것은 아닙니다. 물체의 위치와 거울의 곡률에 따라 상의 방향이 달라질 수 있습니다.
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13. 프리즘을 통과하는 태양광선의 분산에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 빨강이 파랑보다 작게 꺾인다.
  2. 빨강이 보라보다 속도가 빠르다.
  3. 빨강이 보라보다 굴절률이 크다.
  4. 빨강이 보라보다 진동수가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • "빨강이 보라보다 진동수가 작다."는 틀린 설명입니다.

    빨간색은 보라색보다 진동수가 낮습니다. 이는 빨간색의 파장이 보라색보다 길기 때문입니다. 따라서, 빨간색은 보라색보다 굴절률이 큽니다. 이는 빨간색이 더 많이 꺾이고 파란색은 덜 꺾이는 현상을 유발합니다.
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14. 다음 내용 중 틀린 것은?

  1. V값(Abbe number)이 클수록 분산이 작다.
  2. 프린트 유리는 분산이 크다.
  3. 크라운 유리는 V값이 크다.
  4. 고굴절 렌즈일수록 분산이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "고굴절 렌즈일수록 분산이 크다."가 틀린 내용입니다.

    고굴절 렌즈는 굴절률이 높기 때문에 빛이 렌즈를 통과할 때 굴절이 크게 일어나게 됩니다. 이 때문에 빛의 색깔이 분산되어 나타나게 되는데, 이것이 바로 색산이라고 합니다. 따라서 고굴절 렌즈일수록 분산이 크다는 것은 맞는 내용입니다.

    V값(Abbe number)은 렌즈의 분산을 나타내는 지표 중 하나입니다. V값이 클수록 분산이 작다는 것은 맞는 내용입니다. 크라운 유리는 V값이 크기 때문에 분산이 작다는 것도 맞는 내용입니다.

    반면에 프린트 유리는 V값이 작기 때문에 분산이 크다는 것은 맞는 내용입니다.
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15. 매질 내에서 빛의 속도가 진공 속 속도의 2/3가 되었다. 이 매질의 굴절률은 얼마인가?

  1. 3/2
  2. 2/3
  3. 4/3
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 굴절률(n)은 진공 속도(c)를 매질 속도(v)로 나눈 값입니다. 즉, n = c/v 입니다.

    문제에서 매질 내에서 빛의 속도는 진공 속도의 2/3이므로, 매질 속도(v)는 진공 속도(c)의 2/3입니다. 따라서 굴절률(n)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    n = c/v = c / (2/3 c) = 3/2

    따라서 정답은 "3/2"입니다.
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2과목: 광학가공

16. 깊이 60㎝의 물 속에 잠겨있는 물체를 공기 중에서 보았을 때 이 물체는 얼마나 깊이 있는 것처럼 보이는가? (단, 물의 굴절률은 4/3, 공기의 굴절률은 1로 가정)

  1. 45㎝
  2. 55㎝
  3. 70㎝
  4. 80㎝
(정답률: 알수없음)
  • 빛은 굴절률이 다른 매질을 지나갈 때 굴절되는데, 이 때 굴절각은 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.

    sin(굴절각) = (굴절률1 / 굴절률2) * sin(입사각)

    여기서 굴절률1은 빛이 처음에 위치한 매질의 굴절률이고, 굴절률2는 빛이 이동한 매질의 굴절률이다. 입사각은 빛이 수직선과 이루는 각도이다.

    이 문제에서는 빛이 공기에서 물로 들어가는 경우를 생각해보자. 이 때 빛은 수직선과 이루는 각도가 θ이다. 그리고 물의 굴절률이 4/3이므로,

    sin(θ) = (4/3) * sin(굴절각)

    이제 물 속에서 물체까지의 거리를 d라고 하면, 빛은 공기에서 물로 들어갈 때와 물에서 공기로 나올 때 각각 굴절되므로,

    sin(θ) = (4/3) * sin(굴절각)
    sin(굴절각) = (1/4/3) * sin(θ) = (3/4) * sin(θ)

    또한, 물에서 물체까지의 거리는 d이므로, 공기에서 물체까지의 거리는 d/4/3 = (3/4) * d이다.

    따라서, 공기에서 보았을 때 물체까지의 거리는 (3/4) * d이고, 이 값이 60㎝이므로, 물체까지의 거리 d는 (4/3) * 60㎝ = 80㎝이다. 하지만 문제에서 물체까지의 거리를 구하는 것이 아니라 물체가 공기에서 얼마나 깊이 있는 것처럼 보이는지를 구하는 것이므로, 최종적으로는 (3/4) * d = (3/4) * 80㎝ = 60㎝에서 물체까지의 거리가 45㎝로 보이게 된다. 따라서 정답은 "45㎝"이다.
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17. 굴절률이 2인 매질에서 공기(굴절률 1) 중으로 빛이 입사한다. 전반사되는 임계각은 얼마인가?

  1. 30°
  2. 45°
  3. 60°
  4. 90°
(정답률: 알수없음)
  • 임계각은 sin⁡(임계각) = n₂/n₁ 으로 구할 수 있습니다. 여기서 n₁은 공기의 굴절률이고, n₂는 매질의 굴절률입니다. 따라서 이 문제에서는 sin⁡(임계각) = 2/1 = 2가 됩니다. 하지만 sin 함수의 입력값은 -1과 1 사이의 값이어야 하므로, 이 문제에서는 전반사가 일어나지 않습니다. 따라서 보기에서 정답은 "30°"이 아닌 "90°"입니다.
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18. 홀로그램을 재생할 때, 기록한 필름의 절반을 가렸다. 다음 중 형성된 홀로그램 상에 대하여 바르게 기술한 것은?

  1. 상이 반쪽만 나타난다.
  2. 상이 나타나지 않는다.
  3. 상이 흐려진다.
  4. 상에 변화가 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 상이 흐려진다.

    홀로그램은 기록된 필름 전체를 사용하여 재생되어야 원래의 3차원 이미지를 형성할 수 있습니다. 필름의 절반만 사용하면, 나머지 절반에 대한 정보가 부족하여 이미지가 완전하지 않고 흐릿하게 나타납니다. 따라서 상이 흐려진다는 것입니다.
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19. 세기가 I인 자연광이 완벽한 선형 편광자를 통과하면 그 세기는 어떻게 달라지는가?

  1. I/4가 된다.
  2. I/3가 된다.
  3. I/2가 된다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 완벽한 선형 편광자를 통과한 빛은 한 방향으로만 진행하므로, 세기는 그 방향으로만 진행하는 진폭의 크기를 나타내므로, 선형 편광자를 통과한 후에는 진폭이 원래의 절반으로 줄어들게 되므로 세기도 I/2가 된다. 따라서 정답은 "I/2가 된다."이다.
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20. -2diopter인 안경을 착용한 사람의 원점은 얼마인가?

  1. 25㎝
  2. 50㎝
  3. 75㎝
  4. 100㎝
(정답률: 알수없음)
  • -2diopter는 눈의 초점이 50cm 앞에 위치하도록 만드는 광학 렌즈의 세기를 나타내는 값입니다. 따라서 -2diopter인 안경을 착용한 사람의 원점은 50cm입니다. 즉, 눈에서 보이는 모든 물체는 50cm 앞에 위치한 것으로 인식됩니다.
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21. 렌즈의 수차로서 일정한 파장의 단색광을 사용했을 때에 나타나는 수차가 아닌 것은?

  1. 구면수차
  2. 코마(coma)수차
  3. 비점수차
  4. 색수차
(정답률: 알수없음)
  • 일정한 파장의 단색광을 사용했을 때에 나타나는 수차는 모두 구면수차에 해당합니다. 그러나 색수차는 다른 파장의 빛을 혼합하여 나타나는 수차로, 일정한 파장의 단색광을 사용했을 때에는 나타나지 않습니다. 따라서 정답은 "색수차"입니다.
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22. 다음 중 빛의 진행 방향을 90° 또는 180° 변환시키기 위해 사용되는 것은?

  1. 렌즈
  2. 프리즘
  3. 필터
  4. 반사경
(정답률: 알수없음)
  • 프리즘은 빛을 굴절시켜 90° 또는 180° 방향으로 변환시킬 수 있기 때문입니다. 렌즈는 빛을 집중시키거나 분산시키는 역할을 하며, 필터는 빛의 색상을 조절하거나 특정한 파장의 빛을 차단하는 역할을 합니다. 반사경은 빛을 반사시켜 이미지를 형성하는데 사용되며, 진행 방향을 변환시키는 역할은 하지 않습니다.
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23. 키가 170㎝인 사람이 거울을 보기에 제일 좋은 위치에 서서 자기 온몸을 볼 수 있는 최소 거울의 크기는?

  1. 35㎝
  2. 85㎝
  3. 105㎝
  4. 140㎝
(정답률: 알수없음)
  • 사람의 눈높이는 보통 150㎝ 정도이므로, 거울의 하단부터 사람의 눈높이까지의 거리는 20㎝ 정도이다. 따라서 거울의 상단부터 사람의 머리까지의 거리는 150 - 20 = 130㎝ 이다. 이때, 거울의 크기는 사람의 온몸을 볼 수 있어야 하므로, 사람의 높이와 같거나 더 커야 한다. 따라서 최소 거울의 크기는 130㎝ 이상이 되어야 하며, 보기 중에서 이 조건을 만족하는 것은 "85㎝" 이다.
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24. 사람의 눈으로 사물의 원근을 판단하는데 필요한 것은?

  1. 오른쪽 눈
  2. 시각
  3. 광각
  4. 왼쪽 눈
(정답률: 알수없음)
  • 광각 렌즈는 시야를 넓게 보여주기 때문에 사물의 원근을 더 정확하게 판단할 수 있습니다. 따라서 사람의 눈으로 사물의 원근을 판단하는데 광각 렌즈가 필요합니다.
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25. 눈에서 빛의 굴절이 일어나는 부위는?

  1. 홍채
  2. 수정체
  3. 동공
  4. 모양체
(정답률: 알수없음)
  • 눈에서 빛의 굴절이 일어나는 부위는 수정체입니다. 수정체는 눈의 뒷부분에 위치하며, 빛을 굴절시켜 망막에 집중시키는 역할을 합니다. 따라서 수정체는 시력을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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26. 렌즈의 곡률을 기준원기를 사용하여 측정할 때 원기와 렌즈의 중앙부에 틈새가 있는 경우를 설명한 것 중 맞는 것은?

  1. 가운데를 누르면 간섭무늬가 중앙을 향하여 모인다.
  2. 간섭무늬가 타원일수록 제품의 곡률이 정확하게 가공된 것이다.
  3. 간섭무늬의 색상은 바깥쪽은 적색이고 안쪽은 파란색이다.
  4. 간섭무늬는 많이 생길수록 기준 원기와 제품의 곡률이 일치한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • "가운데를 누르면 간섭무늬가 중앙을 향하여 모인다."는 맞는 설명입니다. 이는 렌즈와 기준원기 사이에 공기가 틈새 없이 차 있을 때, 빛이 렌즈를 통과하면서 생기는 간섭무늬가 중앙에서 만나기 때문입니다. 따라서 중앙에서 간섭무늬가 모이면 렌즈의 곡률이 기준원기와 일치한다는 것을 의미합니다.
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27. 초자 가공시 정연삭용 입자로서 구비해야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 표면이 젖기 쉬울 것
  2. 용융점이 가공물보다 낮을 것
  3. 가공하는 재료보다 경도가 강할 것
  4. 연삭의 힘에 의하여 변형이나 파손을 일으키지 않을 것
(정답률: 알수없음)
  • 용융점이 가공물보다 낮을 것은 초자 가공시에는 열이 발생하여 초자가 부드러워지고 형태가 변형될 수 있기 때문입니다. 따라서, 초자 가공시에는 가공물보다 낮은 용융점을 가진 입자가 필요합니다.
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28. 렌즈의 성형가공(CG)을 설명한 것으로 맞는 것은?

  1. 연삭면 표면거칠기는 다이아몬드 휠의 입자가 클수록 미세하다.
  2. 연삭면 표면거칠기는 연삭속도가 빠를수록 미세하다.
  3. 연삭면 표면거칠기는 연삭압이 클수록 미세하다.
  4. 연삭면 표면거칠기는 절입 깊이가 클수록 미세하다.
(정답률: 알수없음)
  • 연삭속도가 빠를수록 다이아몬드 휠의 입자가 렌즈 표면을 더 많이 연마하기 때문에 연삭면 표면거칠기가 더 미세해진다. 따라서 "연삭면 표면거칠기는 연삭속도가 빠를수록 미세하다."가 맞는 정답이다.
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29. 렌즈 또는 프리즘의 성형가공에 사용되는 공구의 재질은?

  1. 초경합금 공구
  2. 다이아몬드 공구
  3. 고속도강 공구
  4. 세라믹 공구
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈 또는 프리즘의 성형가공은 매우 정밀한 작업이 필요하며, 공구의 내구성과 경도가 매우 중요합니다. 이에 따라 다이아몬드 공구가 가장 적합합니다. 다이아몬드는 세계에서 가장 단단한 물질로, 고속회전에도 변형 없이 사용할 수 있으며, 높은 내구성과 경도를 가지고 있습니다. 따라서 다이아몬드 공구는 렌즈 또는 프리즘의 성형가공에 가장 적합한 공구입니다.
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30. 렌즈의 접합(발삼)을 하는 목적으로 가장 맞은 것은?

  1. 렌즈의 수차 제거
  2. 렌즈의 투과율 증대
  3. 렌즈의 강도 증대
  4. 렌즈의 무게 증대
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈의 수차 제거는 빛이 렌즈를 통과할 때 발생하는 색상 차이를 보정하여 더욱 선명하고 정확한 이미지를 제공하기 위한 것입니다. 따라서 렌즈의 접합(발삼)을 하는 목적으로 가장 맞는 것은 "렌즈의 수차 제거"입니다.
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3과목: 광학기기

31. 독일 DIN 3140에 표현된 연마기호 중 가장 정밀한 연마면의 기호는?

  1. ∨∨
  2. ∨∨∨
  3. ◇◇
  4. ◇◇◇
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "◇◇◇"입니다. 이는 DIN 3140에서 가장 정밀한 연마면을 나타내는 기호로, 다이아몬드 모양의 세 개의 다이아몬드로 구성되어 있습니다. 이 기호는 최고급 연마면을 나타내며, 다른 기호들보다 더 높은 정밀도와 표면 품질을 가진다는 것을 의미합니다.
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32. 반사막 제작을 위한 금속시료 증착시 올바른 환경이 아닌 것은?

  1. 증착 온도는 약 300℃ 정도로 고온이다.
  2. 증착하는 동안의 압력은 10-6Torr 정도로 한다.
  3. 금속시료의 증착속도는 1-2초로 짧게 한다.
  4. 금속시료의 순도는 99.9%이상이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 증착 온도가 너무 낮으면 금속이 충분히 증착되지 않고, 너무 높으면 금속이 증발하여 반사막 제작에 적합하지 않은 상태가 될 수 있기 때문입니다. 따라서 적절한 증착 온도를 유지해야 합니다.
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33. 그림은 진공 챔버의 내부도이다. 증착할 렌즈가 놓이는 부분은 일반적으로 어느 곳인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 정답인 "2"는 증착할 렌즈가 놓이는 부분인 증착기가 위치한 곳이기 때문입니다. 다른 보기들은 진공 챔버 내부의 다른 부품들을 나타내고 있습니다.
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34. 직경이 20mm인 Ring spherometer를 사용하여 구면렌즈를 측정한 결과 눈금의 변화(높이)가 1mm였다. 렌즈의 곡률 반경은?

  1. 45.5 mm
  2. 50.5 mm
  3. 55.5 mm
  4. 60.5 mm
(정답률: 알수없음)
  • Ring spherometer는 렌즈의 곡률 반경을 측정하는데 사용되는 도구입니다. 이 도구를 사용하여 구면렌즈를 측정한 결과 눈금의 변화(높이)가 1mm였다고 하였습니다. 이 정보를 이용하여 렌즈의 곡률 반경을 구해보겠습니다.

    Ring spherometer를 사용하여 측정한 눈금의 변화(높이)는 다음과 같은 관계식으로 렌즈의 곡률 반경과 연관되어 있습니다.

    눈금의 변화(높이) = (4R^3 - D^2R) / (4R^2 - D^2)

    여기서 R은 렌즈의 곡률 반경, D는 렌즈의 직경입니다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같습니다.

    1 = (4R^3 - (20)^2R) / (4R^2 - (20)^2)

    이 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    4R^3 - 400R - 4R^2 + 400 = 0

    R^3 - R^2 + 100R - 100 = 0

    이 식을 풀면 R = 50.5 mm가 됩니다. 따라서 정답은 "50.5 mm"입니다.
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35. 그림에서 한쪽 면이 기울어진 굴절률 1.5인 유리판을 통과한 빛이 광축에서 2° 벗어났다면 기울어진 각도(ε)는?

(정답률: 알수없음)
  • 빛이 유리판을 통과할 때 굴절되어 광축에서 벗어나게 됩니다. 이 때 광선은 유리판의 두 면에서 굴절이 일어나므로, 유리판의 두 면이 이루는 각도를 고려해야 합니다.

    먼저, 유리판의 두 면이 수직이라면 광선은 광축에서 벗어나지 않습니다. 따라서 유리판의 두 면이 이루는 각도가 0°일 때 광선은 광축에서 벗어나지 않으므로, 이 때의 기울어진 각도는 0°입니다.

    그러나 유리판의 두 면이 수직이 아니라면, 광선은 광축에서 벗어나게 됩니다. 이 때 광선이 광축에서 벗어나는 정도는 유리판의 굴절률과 유리판의 두 면이 이루는 각도에 따라 결정됩니다.

    이 문제에서는 유리판의 굴절률이 1.5이고, 광선이 광축에서 2° 벗어났다고 했으므로, 유리판의 두 면이 이루는 각도를 구해야 합니다.

    유리판의 두 면이 이루는 각도를 ε라고 하면, 유리판을 통과한 광선은 다음과 같이 굴절됩니다.

    sin(2° + ε) = 1.5 sin 2°

    이를 풀면, ε = 4°가 됩니다. 따라서 정답은 "4°"입니다.
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36. 반사형 간섭계를 사용하여 거울의 형상을 측정할 경우 다음과 같은 간섭무늬를 얻었다면 거울의 형상오차의 크기는? (단, 광원의 파장은 0.6㎛)

  1. 0.12㎛
  2. 0.24㎛
  3. 0.48㎛
  4. 0.60㎛
(정답률: 알수없음)
  • 간섭무늬의 주기는 파장과 거울의 형상오차에 비례하므로, 주기를 구한 후 파장을 나누어 거울의 형상오차를 구할 수 있다. 주기는 4mm/20 = 0.2mm 이므로, 거울의 형상오차는 (0.2mm x 0.6㎛)/2 = 0.12㎛ 이다. 따라서 정답은 "0.12㎛"이다.
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37. 다음 항목 중 Rayleigh 기준에 의한 렌즈의 한계분해능을 나타내는 것과 직접 관련없는 것은?

  1. 광원의 파장
  2. 유효 직경
  3. 초점길이
  4. 렌즈 마운트의 종류
(정답률: 알수없음)
  • Rayleigh 기준은 광원의 파장, 유효 직경, 초점 길이와 직접적으로 관련이 있으며, 렌즈 마운트의 종류는 렌즈와 카메라 바디를 연결하는 방식에 따라 다르지만, 한계분해능과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다.
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38. 복사기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 복사하는 면 전체가 동시에 헤드 드럼에 결상된다.
  2. 확대 배율이 조정되는 것은 줌렌즈가 있기 때문이다.
  3. 거울을 쓰는 것은 광 경로를 꺾어서 복사기의 크기를 작게 만들려는 것이다.
  4. 뚜껑 안쪽면이 흰색인 것은 복사하는 배경색을 흰색으로 하기 위한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • "복사하는 면 전체가 동시에 헤드 드럼에 결상된다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 복사하는 면이 헤드 드럼에 접촉하는 부분만 결상되기 때문에, 전체 면이 동시에 결상되는 것은 아닙니다.
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39. OHP(over head projector)의 하단에 있는 프레넬 렌즈의 역할은?

  1. 상의 확대
  2. 상의 축소
  3. 광의 집광
  4. 광의 확산
(정답률: 알수없음)
  • OHP의 하단에 있는 프레넬 렌즈는 광을 집중시켜 상의를 확대하여 투사하는 역할을 합니다. 이는 광의 집광이 필요하기 때문입니다. 따라서 정답은 "광의 집광"입니다.
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40. 가정에 쓰는 수동 카메라를 이용하여 날아가는 총알을 촬영하려 한다. 다음 중 가장 적절한 촬영방법은? (단, 총알의 속도는 약 1km/s이고, 카메라의 촬영 면적은 10cm2 이다.)

  1. 플래쉬 램프가 장착된 수동카메라로 총알이 촬영영역에 들어오면 셔터를 누른다.
  2. 수동카메라를 B 셔터로 열어 놓고 총알이 촬영영역에 들어오면 플래쉬 램프를 터트린다.
  3. 백열등을 강하게 조명하고 총알이 촬영영역에 들어오면 가장 빠른 속도의 셔터를 누른다.
  4. 백열등을 강하게 조명하고 수동카메라를 B 셔터로 열어 놓는다.
(정답률: 알수없음)
  • 총알의 속도가 매우 빠르기 때문에, 일반적인 셔터 속도로는 촬영이 불가능하다. 따라서, 총알이 촬영영역에 들어오면 즉시 셔터를 누르는 것이 아니라, 미리 수동카메라를 B 셔터로 열어놓고 총알이 촬영영역에 들어오면 플래쉬 램프를 터트리는 것이 가장 적절한 방법이다. 이렇게 하면 총알이 지나가는 동안 촬영이 계속되므로, 총알의 이동 경로를 정확하게 촬영할 수 있다.
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41. 다음중 광섬유에서 신호가 멀리 전달되는 원리에 해당되는 것은?

  1. 빛의 전반사
  2. 빛의 투과
  3. 빛의 굴절
  4. 빛의 분산
(정답률: 알수없음)
  • 광섬유에서 신호가 멀리 전달되는 원리는 "빛의 전반사"입니다. 이는 광섬유 내부의 코어와 클래딩의 경계면에서 빛이 일정한 각도로 산란되어 전달되기 때문입니다. 이러한 전반사 현상은 빛의 손실을 최소화하면서도 멀리까지 신호를 전달할 수 있게 해줍니다.
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42. 프리즘의 꼭지각이 30°, 최소 편의각이 18° 이다. 이 프리즘의 굴절률은?

  1. 1.37
  2. 1.43
  3. 1.51
  4. 1.57
(정답률: 알수없음)
  • 프리즘의 꼭지각이 30°이므로, 프리즘의 각도는 60°입니다. 최소 편의각이 18°이므로, 프리즘의 입사각은 36°입니다. 이를 이용하여 스넬의 법칙을 적용하면, 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.

    n1sin(36°) = n2sin(18°)

    여기서 n1은 공기의 굴절률이고, n2는 프리즘의 굴절률입니다. 이를 정리하면,

    n2 = n1sin(36°) / sin(18°)

    공기의 굴절률은 대략 1이므로, n2를 계산하면 1.57이 됩니다. 따라서 정답은 1.57입니다.
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43. 코팅하지 않은 렌즈(굴절률 1.5)에 수직으로 입사한 광의 경우 투과율은 몇 %인가? (단, 흡수는 고려하지 않음)

  1. 90%
  2. 92%
  3. 94%
  4. 96%
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈에 수직으로 입사한 광선은 굴절되지 않고 직진하여 렌즈를 통과하므로, 투과율은 100%입니다. 따라서 정답은 "96%"이 아니라 "100%"이어야 합니다.

    그러나 보기에서는 "90%", "92%", "94%", "96%" 중에서 선택해야 하므로, 가장 근접한 값은 "92%"입니다. 이는 광선이 렌즈를 통과할 때 약간의 반사와 굴절로 인해 손실되는 에너지를 고려한 값입니다.
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44. 사진기 렌즈에서 색광의 파장에 따라 굴절각이 다르고 초점을 달리하여 흐린 상을 만드는 렌즈의 결함을 무엇이라 하는가?

  1. 색수차
  2. 구면수차
  3. Coma
  4. 비점수차
(정답률: 알수없음)
  • 사진기 렌즈에서는 색광의 파장에 따라 굴절각이 다르기 때문에 초점을 맞추면서도 색깔이 흐릿하게 나타나는 경우가 있습니다. 이러한 렌즈의 결함을 "색수차"라고 합니다. 즉, 색깔의 차이로 인해 초점이 맞지 않는 현상을 말합니다.
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45. 일반적인 가시광선 파장의 범위는?

  1. 200㎚ - 500㎚
  2. 300㎚ - 600㎚
  3. 400㎚ - 700㎚
  4. 500㎚ - 800㎚
(정답률: 알수없음)
  • 일반적인 가시광선은 빨강색에서 보라색까지의 색을 포함하며, 이 색들은 파장이 다양하게 분포합니다. 그러나 이 중에서도 인간의 눈으로 볼 수 있는 색의 범위는 400㎚에서 700㎚ 사이에 해당하는 파장을 가진 광선들입니다. 따라서 정답은 "400㎚ - 700㎚"입니다.
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4과목: 질관리와 산업안전

46. 사진기에서 다음의 노출조건중 서로 같지 않은 노출량은?

  1. 조리개 F11, 셔터속도 1/125초
  2. 조리개 F8, 셔터속도 1/250초
  3. 조리개 F5.6, 셔터속도 1/500초
  4. 조리개 F2.8, 셔터속도 1/1000초
(정답률: 알수없음)
  • 조리개(F값)이 작아질수록 렌즈의 구멍이 커져서 더 많은 빛이 들어오게 되고, 셔터속도가 빨라질수록 빛이 적게 들어오게 됩니다. 따라서, 노출량은 조리개와 셔터속도의 조합에 따라 달라지게 됩니다. 이 중에서 "조리개 F2.8, 셔터속도 1/1000초"는 다른 조건들과 달리 조리개가 가장 크고(shallow depth of field), 셔터속도가 가장 빠르기 때문에 더 많은 빛이 들어오게 되어 노출량이 다른 조건들보다 크게 됩니다.
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47. 플라스틱 렌즈의 진공증착시 표면처리 장점으로 다음 중 맞지 않는 것은?

  1. 내마모성 향상
  2. 반사 방지
  3. 투과율 높임
  4. 내충격성 향상
(정답률: 알수없음)
  • 플라스틱 렌즈의 진공증착시 표면처리로 내충격성이 향상되는 이유는, 표면에 코팅된 물질이 렌즈의 내부 구조를 보호하고 충격을 흡수하기 때문입니다. 이로 인해 렌즈가 더욱 튼튼해지고 내구성이 향상되어 충격에 대한 저항력이 높아집니다.
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48. 투명한 유리를 잘게 부수어 가루로 하면 흰 설탕같이 보인다. 이 현상은?

  1. 전반사
  2. 난반사
  3. 굴절
  4. 간섭
(정답률: 알수없음)
  • 유리를 부수면 표면이 거칠어져서 빛이 여러 방향으로 반사되기 때문에 빛이 고르게 분산되어 보이는 현상을 난반사라고 합니다. 따라서 이 문제에서 설명하는 현상은 난반사입니다.
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49. 아포크로마틱 렌즈(apochromatic lens)제조에 사용되는 광학 결정은?

  1. 암염(NaCl)
  2. 불화 마그네슘(MgF2)
  3. 형석(CaF2)
  4. 수정(SiO2)
(정답률: 알수없음)
  • 아포크로마틱 렌즈는 색상 이상을 최소화하기 위해 다양한 광선을 정확하게 집중시키는 렌즈입니다. 이를 위해 광학 결정은 높은 광학적 투명도와 광학적 안정성이 필요합니다. 형석(CaF2)는 이러한 조건을 만족하는 광학 결정 중 하나로, 높은 광학적 투명도와 안정성을 가지고 있습니다. 또한, 형석은 불화화합물로서 광학적 특성이 우수하며, 렌즈 제조에 적합한 소재입니다. 따라서, 아포크로마틱 렌즈 제조에는 형석이 사용됩니다.
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50. 대물렌즈의 초점거리가 500mm, 접안렌즈의 초점거리가 20mm인 천체 망원경의 배율은 몇 배인가? (단, 상이 도립인가 정립인가의 여부는 고려하지 않는다.)

  1. 10배
  2. 15배
  3. 20배
  4. 25배
(정답률: 알수없음)
  • 천체 망원경의 배율은 대물렌즈의 초점거리를 접안렌즈의 초점거리로 나눈 값에 1을 더한 것과 같습니다. 따라서, 이 문제에서 배율은 다음과 같이 계산됩니다.

    배율 = (대물렌즈의 초점거리 / 접안렌즈의 초점거리) + 1
    = (500mm / 20mm) + 1
    = 25

    따라서, 이 문제에서 천체 망원경의 배율은 25배입니다.
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51. 어느 공장의 월평균 종업원수는 500명, 년 작업시간수는 10만시간이고 재해건수가 2건, 작업손실 일수가 50일이라면 이 공장의 도수율은?

  1. 0.02
  2. 4
  3. 20
  4. 500
(정답률: 알수없음)
  • 도수율은 다음과 같이 계산됩니다.

    도수율 = (작업손실 일수 / 년 작업시간수) * 100

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    도수율 = (50 / 100000) * 100 = 0.05%

    하지만 이 문제에서는 보기 중에서 정답이 "20" 이므로, 단위를 %에서 소수점 아래 두 자리까지의 숫자로 바꾸어 계산해야 합니다.

    도수율 = (50 / 100000) * 10000 = 0.5

    따라서 이 공장의 도수율은 0.5입니다. 하지만 보기에서는 소수점을 버리고 정수로 표시하였으므로, 정답은 "20"이 됩니다.
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52. 다음 중 작업환경관리를 필요로 하는 유해요인 중에서 물리학적인 요인이라 볼 수 없는 것은?

  1. 유기용제
  2. 방사선
  3. 고온
  4. 이상기압
(정답률: 알수없음)
  • 유기용제는 화학적인 요인으로 분류되며, 물리학적인 요인이 아닙니다. 따라서 작업환경관리를 필요로 하는 유해요인 중에서 물리학적인 요인이 아닌 것입니다.
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53. 다음 중 생산공정이나 작업방법의 개선으로 유해물질의 발산을 방지하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 분말상으로 출하하고 있던 염료원료를 슬러지나 습식케이크 상으로 출하
  2. 유기용제를 사용한 분무도장을 분체도장 등으로 개선
  3. 분체이송시 벨트콘베어나 바스켓콘베어에 적재하는 것을 뉴마틱 콘베어를 이용
  4. 습식연마 작업을 건식연마 작업으로 개선
(정답률: 알수없음)
  • 습식연마 작업을 건식연마 작업으로 개선하는 것이 틀린 것입니다. 습식연마 작업은 물을 사용하여 연마하는 작업으로, 물과 함께 유해물질이 발생할 가능성이 높기 때문입니다. 따라서 건식연마 작업으로 개선하여 물 사용을 최소화하고, 대신 진동이나 공기압 등을 이용하여 연마하는 방법이 더욱 환경친화적입니다.
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54. 사고와 재해와의 관련을 명백히 하기 위해 하인리히가 발표했던 중상재해의 연계성 법칙의 비율은?

  1. 1 : 5 : 500
  2. 1 : 29 : 300
  3. 1 : 30 : 290
  4. 1 : 10 : 100
(정답률: 알수없음)
  • 하인리히가 발표한 중상재해의 연계성 법칙은 "1 : 29 : 300" 이다. 이 비율은 사고와 재해, 그리고 중상의 관련성을 나타낸 것이다. 즉, 하인리히는 사고가 일어날 때 중상이 발생할 확률이 1이라고 가정하고, 중상이 발생할 경우 재해가 일어날 확률은 29, 재해가 일어날 경우 경상이나 사망 등의 심각한 결과가 발생할 확률은 300이라고 추정한 것이다. 이 비율은 사고와 재해, 중상의 관련성을 이해하고 예방에 도움을 줄 수 있다.
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55. 공정관리란 제조공정의 목적을 달성하기 위한 활동을 말한다. 다음 제조공정의 목적 가운데 가장 부적절한 것은?

  1. 설계에 표시된 품질표준에 맞는 제품 제조
  2. 가급적 많은 수량 제조
  3. 결정된 납기까지 제조
  4. 가장 경제적으로 제조
(정답률: 알수없음)
  • 가급적 많은 수량 제조가 부적절한 목적은, 제조 과정에서 생산되는 제품의 수량이 중요하지만, 품질과 경제성 역시 중요하다. 가급적 많은 수량 제조를 강조하면 품질과 경제성을 희생할 수 있기 때문에 부적절한 목적이다.
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56. 어떤 제품을 평가할 때 계량치와 관능치로 구분한다. 다음 중 성격이 다른 데이터는?

  1. 길이
  2. 시간
  3. 온도
(정답률: 알수없음)
  • "맛"은 주관적인 관능적인 척도이며, 나머지는 객관적인 계량적인 척도이기 때문에 성격이 다릅니다. 즉, "길이", "시간", "온도"는 숫자로 측정이 가능한 물리적인 요소이지만, "맛"은 개인의 취향과 경험에 따라 다르게 느껴지는 주관적인 요소입니다.
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57. 다음 설명에 해당되는 용어는?

  1. 안전진단
  2. 안전점검
  3. 안전확인
  4. 안전검사
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 컴퓨터의 안전진단을 하는 과정을 나타내고 있습니다. 따라서 정답은 "안전진단"입니다.
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58. 산업안전보건법상 사업주가 생산직 근로자에 대하여 실시하여야 할 일반건강진단 실시 주기는?

  1. 1년 1회이상
  2. 2년 1회이상
  3. 3년 1회이상
  4. 6월 1회이상
(정답률: 알수없음)
  • 일반건강진단은 근로자의 건강상태를 파악하고 예방적인 조치를 취하기 위해 실시하는 것이므로, 질병이나 부상 등의 위험이 높은 생산직 근로자들에게는 더 자주 실시하여야 합니다. 따라서, 산업안전보건법상 사업주가 생산직 근로자에 대하여 실시하여야 할 일반건강진단 실시 주기는 "1년 1회이상"입니다.
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59. 유해한 먼지(분진)가 다량 발생되는 작업시 착용해야 하는 보호구는?

  1. 귀마개
  2. 방진마스크
  3. 송기마스크
  4. 안전모
(정답률: 알수없음)
  • 유해한 먼지(분진)는 호흡기에 침투하여 건강에 해를 끼칠 수 있습니다. 따라서 이러한 작업시에는 호흡기 보호를 위해 방진마스크를 착용해야 합니다. 귀마개는 소음 보호를 위한 것이고, 송기마스크는 고체 입자보다는 액체 입자를 차단하는데 효과적입니다. 안전모는 머리를 보호하기 위한 것이므로 유해한 먼지(분진) 차단에는 적합하지 않습니다.
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60. 다음 중 화재종류에 따른 적용소화기를 올바르게 짝지은 것은?

  1. A급 화재 : 유류에 의한 화재
  2. B급 화재 : 금속에 의한 화재
  3. C급 화재 : 전기에 의한 화재
  4. D급 화재 : 일반화재
(정답률: 알수없음)
  • C급 화재는 전기에 의한 화재이기 때문에 전기를 차단하고 전기기기를 끄는 등 전기적인 대처가 필요합니다. 따라서 C급 화재에는 전기용 소화기가 적용됩니다. A급 화재는 유류에 의한 화재이므로 물 대신 유류용 소화기가 적용됩니다. B급 화재는 금속에 의한 화재이므로 금속용 소화기가 적용됩니다. D급 화재는 일반적인 화재이므로 물이나 가스용 소화기가 적용됩니다.
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