광학기능사 필기 기출문제복원 (2003-03-30)

광학기능사 2003-03-30 필기 기출문제 해설

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광학기능사
(2003-03-30 기출문제)

목록

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 빛의 매질인 에테르의 존재 여부를 확인하기 위한 실험에 사용된 장치이며, 박막 두께 측정에는 주로 Fabry-Perot 간섭계나 다른 간섭 측정법이 사용됩니다.

    오답 노트
    Fabry-Perot 간섭계: 고해상도 분광기에 활용
    Twyman-Green 간섭계: 광학 표면의 평탄도 및 렌즈면 검사에 활용
    회전 Sagnac 간섭계: 각속도 측정 기반의 자이로스코프에 활용
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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)
  • 정상분산에서 굴절률은 파장에 따라 고유한 곡선 형태를 가지며, 단순히 특정 비율을 곱하는 산술적 계산만으로는 다른 물질의 분산곡선을 구할 수 없습니다.

    오답 노트
    파장이 길어지면 굴절률 감소: 정상분산의 기본 정의입니다.
    굴절률 감소 비율 감소: 파장이 길어질수록 굴절률 변화 폭이 완만해집니다.
    굴절률이 큰 물질의 변화율: 일반적으로 굴절률이 높은 물질이 분산(변화율)도 크게 나타납니다.
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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)
  • 원시 교정을 위해 물체를 근점까지 끌어오는 돋보기 효과의 렌즈 도수를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{1}{f} = \frac{1}{d_{o}} - \frac{1}{d_{i}}$ (단, $d_{o}$는 목표 거리, $d_{i}$는 현재 근점)
    ② [숫자 대입] $D = \frac{1}{0.25} - \frac{1}{1.0}$
    ③ [최종 결과] $D = 3.0$
    따라서 필요한 교정렌즈는 $3.0\text{D}$입니다.
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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)
  • 분산상수(아베 상수)는 중심 파장의 굴절률과 양 끝 파장의 굴절률 차이의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{n_d - 1}{n_F - n_C}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{1.5 - 1}{1.505 - 1.495}$
    ③ [최종 결과] $V = 50$
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5. 다음 중 빛의 회절을 이용한 것은?

  1. 격자분광기
  2. 프리즘분광기
  3. 통신용 광섬유
  4. 액정표시장치(LCD)
(정답률: 알수없음)
  • 격자분광기는 빛이 좁은 틈(슬릿)을 통과하며 발생하는 회절과 간섭 현상을 이용하여 빛을 파장별로 분리하는 장치입니다.

    오답 노트
    프리즘분광기: 굴절 이용
    통신용 광섬유: 전반사 이용
    액정표시장치(LCD): 편광 이용
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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)
  • 광원의 광출력, 즉 사람의 눈이 느끼는 빛의 전체 양을 나타내는 단위는 루멘(lumen, lm)입니다.

    오답 노트
    와트(Watt, W): 전력의 단위
    룩스(lux): 조도(단위 면적당 빛의 양)의 단위
    칸델라(candela, cd): 광도(특정 방향의 빛의 세기)의 단위
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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)
  • 전반사는 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 진행할 때, 입사각이 임계각보다 클 때 발생합니다. 임계각 $\theta$에서 굴절각은 $90^{\circ}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\sin \theta = \frac{n_2}{n_1}$
    ② [숫자 대입] $\sin \theta = \frac{1}{1.33}$
    ③ [최종 결과] $\sin \theta = 1/1.33$
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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)
  • 피조우 간섭계는 기준 평면과 측정 대상면 사이에서 발생하는 빛의 간섭 무늬를 분석하여 표면의 평탄도(Flatness)를 정밀하게 측정하는 데 가장 적합한 장치입니다.
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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)
  • 빛은 파동성을 가지므로 렌즈의 가장자리를 통과할 때 굴절뿐만 아니라 회절 현상이 발생합니다. 이 회절로 인해 초점이 완벽한 점이 되지 않고 일정한 크기를 가진 Airy disk 형태의 무늬를 형성하게 되며, 이것이 초점 크기의 근본적인 한계가 됩니다.
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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)
  • 흑체 복사 원리에 따라 열원의 온도가 높아질수록 방출되는 빛의 최대 에너지를 갖는 파장이 짧아집니다. 따라서 붉은색 $\rightarrow$ 노란색 $\rightarrow$ 흰색 $\rightarrow$ 푸른색 순으로 온도가 높아지므로, 제시된 보기 중 연청색이 가장 고온의 열원에서 나옵니다.
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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 증배관(PMT)은 입사된 광전자에 의해 발생한 전자를 다단 전극을 통해 기하급수적으로 증폭시키므로, 검출기 중 가장 높은 감도와 응답 속도를 가집니다.
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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)
  • 볼록거울은 빛을 발산시키는 성질이 있어, 물체의 위치와 상관없이 항상 물체 뒤쪽에 축소된 직립 허상을 맺습니다.

    오답 노트
    항상 직립 상이 맺어진다: 허상은 항상 직립함
    배율이 1보다 작다: 항상 축소된 상이 맺힘
    넓은 시야를 볼 수 있다: 시야각이 넓어 백미러 등으로 활용됨
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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)
  • 빛의 굴절률은 파장이 짧을수록(진동수가 클수록) 커집니다. 보라색은 빨간색보다 파장이 짧고 진동수가 크기 때문에 굴절률이 더 크며, 더 많이 꺾이게 됩니다.

    오답 노트
    빨강이 파랑보다 작게 꺾인다: 굴절률이 작아 덜 꺾임
    빨강이 보라보다 속도가 빠르다: 매질 내에서 굴절률이 작을수록 속도가 빠름
    빨강이 보라보다 진동수가 작다: 빨간색은 저진동수, 장파장 영역임
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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)
  • 아베수($V$)는 굴절률과 분산의 관계를 나타내며, $V$값이 클수록 분산이 작음을 의미합니다. 고굴절 렌즈라고 해서 반드시 분산이 큰 것은 아니며, 재질의 아베수에 따라 분산 정도가 결정됩니다.

    오답 노트
    V값이 클수록 분산이 작다: 아베수의 정의에 부합함
    프린트 유리는 분산이 크다: 크라운 유리에 비해 분산이 큰 재질임
    크라운 유리는 V값이 크다: 분산이 작으므로 아베수가 큼
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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)
  • 굴절률은 진공에서의 빛의 속도와 매질 내에서의 빛의 속도 비율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{v_0}{v}$ 굴절률 공식
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1}{2/3}$
    ③ [최종 결과] $n = 3/2$
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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)
  • 빛이 물에서 공기로 나올 때 굴절로 인해 물체는 실제보다 얕은 곳에 있는 것처럼 보입니다(겉보기 깊이).
    ① [기본 공식] $d' = d \times \frac{n_2}{n_1}$ 겉보기 깊이 공식
    ② [숫자 대입] $d' = 60 \times \frac{1}{4/3}$
    ③ [최종 결과] $d' = 45\text{cm}$
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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)
  • 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 입사할 때, 굴절각이 $90^{\circ}$가 되는 입사각을 임계각이라고 합니다.
    ① [기본 공식] $\sin \theta_c = \frac{n_2}{n_1}$ 임계각 공식
    ② [숫자 대입] $\sin \theta_c = \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $\theta_c = 30^{\circ}$
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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)
  • 홀로그램은 필름의 어느 부분에나 전체 물체의 정보가 분산되어 기록되는 특성이 있습니다. 따라서 필름의 일부를 가려도 상의 형태는 유지되지만, 빛의 정보량이 줄어들어 상이 흐려지게 됩니다.
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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)
  • 자연광은 모든 방향으로 진동하는 빛의 집합체입니다. 선형 편광자를 통과하면 특정 방향의 진동 성분만 남고 나머지는 차단되므로, 이론적으로 빛의 세기는 절반으로 줄어듭니다.
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20. -2diopter인 안경을 착용한 사람의 원점은 얼마인가?

  1. 25㎝
  2. 50㎝
  3. 75㎝
  4. 100㎝
(정답률: 알수없음)
  • 안경의 굴절력(디옵터)은 초점 거리의 역수이며, 원점은 렌즈의 초점 거리와 같습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{D}$ (초점 거리 = 1 / 굴절력)
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{|-2|}$
    ③ [최종 결과] $f = 0.5$ m = $50$ cm
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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)
  • 색수차는 빛의 파장에 따라 굴절률이 달라져 초점이 서로 다른 위치에 맺히는 현상이므로, 단색광을 사용할 때는 발생하지 않습니다.

    오답 노트
    구면수차, 코마수차, 비점수차: 단색광에서도 렌즈의 형상이나 광축의 어긋남으로 인해 발생하는 수차입니다.
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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 빛의 굴절과 전반사 원리를 이용하여 빛의 진행 방향을 90° 또는 180°로 정밀하게 변환시키는 광학 소자입니다.
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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)
  • 전신 거울의 최소 크기는 빛의 반사 법칙에 의해 관찰자 키의 정확히 절반이 되면 온몸을 볼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{H}{2}$ (거울 크기 = 키 / 2)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{170}{2}$
    ③ [최종 결과] $L = 85$
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24. 사람의 눈으로 사물의 원근을 판단하는데 필요한 것은?

  1. 오른쪽 눈
  2. 시각
  3. 광각
  4. 왼쪽 눈
(정답률: 알수없음)
  • 사람이 사물의 원근감과 입체감을 판단하기 위해서는 양쪽 눈이 서로 다른 각도에서 물체를 바라보는 광각(시차) 정보가 필수적입니다.
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25. 눈에서 빛의 굴절이 일어나는 부위는?

  1. 홍채
  2. 수정체
  3. 동공
  4. 모양체
(정답률: 알수없음)
  • 눈의 구조 중 빛을 굴절시켜 망막에 상이 맺히게 하는 핵심적인 렌즈 역할을 하는 부위는 수정체입니다.
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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)
  • 기준원기와 렌즈 사이에 틈새가 있을 때, 중앙부를 누르면 공기층의 두께가 변하면서 간섭무늬가 중앙으로 모이는 현상이 발생합니다. 이는 곡률의 불일치 정도를 확인하는 측정 원리입니다.
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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)
  • 연삭용 입자는 가공물보다 훨씬 단단하고 열에 강해야 하며, 가공 시 발생하는 마찰열에 의해 입자가 녹아내리면 안 됩니다. 따라서 용융점이 가공물보다 낮아야 한다는 조건은 잘못된 설명입니다.
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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)
  • 렌즈의 연삭 가공 시 표면거칠기는 연삭 속도가 빠를수록, 입자가 작을수록, 절입 깊이가 얕을수록 더 미세해집니다. 따라서 연삭속도가 빠를수록 표면거칠기가 미세하다는 설명이 정답입니다.

    오답 노트
    다이아몬드 휠 입자가 클수록: 거칠어짐
    연삭압이 클수록: 거칠어짐
    절입 깊이가 클수록: 거칠어짐
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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)
  • 렌즈나 프리즘과 같은 광학 소자는 매우 높은 경도와 정밀한 표면 조도가 요구됩니다. 따라서 일반적인 금속 공구보다 경도가 훨씬 높고 마모가 적은 다이아몬드 공구를 사용하여 성형가공을 수행합니다.
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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 접합(발삼)은 서로 다른 굴절률과 분산 특성을 가진 렌즈들을 결합하여, 단일 렌즈에서 발생하는 색수차 등의 수차를 제거하고 광학적 성능을 개선하기 위해 수행합니다.
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3과목: 광학기기

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

  1. ∨∨
  2. ∨∨∨
  3. ◇◇
  4. ◇◇◇
(정답률: 알수없음)
  • 독일 DIN 3140 연마 기호 체계에서 기호의 개수가 많을수록, 그리고 기호의 형태가 정밀할수록 더 높은 정밀도를 의미합니다. 따라서 $\diamond\diamond\diamond$ 기호가 제시된 보기 중 가장 정밀한 연마면을 나타냅니다.
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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)
  • 반사막 증착 시 금속 시료의 순도는 $99.9\%$이상이어야 하며, 고진공 상태($10^{-6}\text{Torr}$)와 짧은 증착 시간이 필요합니다. 증착 온도는 일반적으로 저온에서 이루어지므로, 약 $300\text{℃}$ 정도로 고온으로 유지한다는 설명은 옳지 않습니다.
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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)
  • 진공 증착 챔버의 구조에 관한 문제입니다. 이미지 에서 4번은 증착 물질을 가열하는 증발원(Evaporator) 위치이며, 증착될 렌즈(기판)는 증발원과 마주 보는 상단부인 2번 위치에 놓여야 물질이 균일하게 증착됩니다.
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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 spherometer를 이용한 곡률 반경 측정 문제입니다. 구면의 현의 길이(직경) $a$와 높이 $h$를 알 때 곡률 반경 $R$을 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{a^2}{6h} + \frac{h}{2}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{20^2}{6 \times 1} + \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $R = 67.17 \text{ mm}$
    단, 정답 $50.5 \text{ mm}$ 도출을 위한 공식 $R = \frac{a^2}{8h} + \frac{h}{2}$ 적용 시:
    ② [숫자 대입] $R = \frac{20^2}{8 \times 1} + \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $R = 50.5 \text{ mm}$
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35. 그림에서 한쪽 면이 기울어진 굴절률 1.5인 유리판을 통과한 빛이 광축에서 2° 벗어났다면 기울어진 각도(ε)는?

  1. 1°
  2. 2°
  3. 3°
  4. 4°
(정답률: 알수없음)
  • 굴절률이 다른 매질의 경계면에서 빛이 굴절될 때, 편향각 $\delta$와 기울어진 각도 $\epsilon$의 관계를 이용합니다. 공기 중으로 나갈 때의 편향각 $\delta = 2^{\circ}$이고 굴절률 $n = 1.5$일 때, $\delta \approx \epsilon \times (1 - 1/n)$ 관계가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\delta}{1 - \frac{1}{n}}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{2^{\circ}}{1 - \frac{1}{1.5}}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 4^{\circ}$
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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 개수를 통해 형상오차를 측정하는 문제입니다. 이미지 에서 무늬의 개수 $N$은 2개이며, 반사형 간섭계에서 형상오차 $\delta$는 파장의 $N/4$배로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{N \times \lambda}{4}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{2 \times 0.6 \text{ \mu m}}{4}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.3 \text{ \mu m}$
    단, 문제의 정답이 $0.12 \text{ \mu m}$인 경우, 무늬의 변화량이나 측정 기준이 $\lambda/5$ 등 특수 조건일 수 있으나, 일반적인 간섭무늬 해석법을 따릅니다.
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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 기준에 의한 렌즈의 한계분해능 $\Delta\theta$는 광원의 파장 $\lambda$와 렌즈의 유효 직경 $D$에 의해 결정되며, 초점거리 $f$와도 관계가 있습니다. 하지만 렌즈 마운트의 종류는 렌즈를 고정하는 기계적 구조일 뿐, 빛의 회절이나 분해능이라는 광학적 성능에는 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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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)
  • 일반적인 복사기는 스캐너 헤드가 원고 위를 이동하며 순차적으로 이미지를 읽어 드럼에 전사하는 방식을 사용하므로, 면 전체가 동시에 결상된다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    줌렌즈: 배율 조정 가능
    거울: 광 경로 단축 및 크기 축소
    흰색 뚜껑: 배경색 통일
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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)
  • 프레넬 렌즈는 렌즈의 두께를 줄이면서도 빛을 모으는 성질을 유지한 렌즈입니다. OHP 하단에서 광원에서 나오는 빛을 효율적으로 모아 상단으로 보내는 광의 집광 역할을 수행합니다.
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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 $1\text{km/s}$로 매우 빠르기 때문에 일반적인 셔터 속도로는 잔상 없이 촬영하기 어렵습니다. 따라서 셔터를 미리 열어두는 B 셔터 모드에서, 매우 짧은 시간 동안 강한 빛을 내는 플래쉬 램프를 터트려 순간적으로 노출을 제어하는 방법이 가장 적절합니다.
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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)
  • 광섬유는 중심부(코어)의 굴절률을 주변부(클래딩)보다 높게 설계하여, 빛이 경계면에서 밖으로 나가지 않고 내부에서 계속 반사되며 진행하는 빛의 전반사 원리를 이용해 신호를 멀리 전달합니다.
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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 최소 편의각일 때, 굴절률은 꼭지각과 최소 편의각의 관계식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$n = \frac{\sin(\frac{A + \delta_{min}}{2})}{\sin(\frac{A}{2})}$$
    ② [숫자 대입]
    $$n = \frac{\sin(\frac{30 + 18}{2})}{\sin(\frac{30}{2})} = \frac{\sin 24^\circ}{\sin 15^\circ}$$
    ③ [최종 결과]
    $$n = \frac{0.4067}{0.2588} = 1.57$$
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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)
  • 빛이 공기에서 유리로 입사할 때 발생하는 반사율을 구한 뒤, 전체 $100\%$에서 반사율을 빼면 투과율을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{(n_2 - n_1)^2}{(n_2 + n_1)^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = \frac{(1.5 - 1)^2}{(1.5 + 1)^2} = \frac{0.25}{6.25} = 0.04$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{투과율} = 100\% - (0.04 \times 100\%) = 96\%$$
    단, 문제의 정답이 $92\%$로 제시된 경우, 렌즈의 앞면과 뒷면 두 곳에서 반사가 일어나는 것을 고려합니다.
    $$\text{투과율} = (1 - 0.04)^2 \times 100\% = 0.9216 \times 100\% = 92.16\%$$
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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)
  • 빛의 파장에 따라 굴절률이 달라져서 초점이 한 곳에 맺히지 않고 색상별로 분리되어 상이 흐려지는 현상을 색수차라고 합니다.

    오답 노트
    구면수차: 렌즈의 곡률로 인해 중심부와 주변부의 초점이 다른 현상
    Coma: 광축 밖의 점광원이 꼬리 모양으로 번지는 현상
    비점수차: 수직/수평 방향의 초점이 서로 다른 현상
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45. 일반적인 가시광선 파장의 범위는?

  1. 200㎚ - 500㎚
  2. 300㎚ - 600㎚
  3. 400㎚ - 700㎚
  4. 500㎚ - 800㎚
(정답률: 알수없음)
  • 인간의 눈으로 감지할 수 있는 가시광선의 파장 범위는 일반적으로 $400\text{nm}$에서 $700\text{nm}$ 사이입니다.
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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)
  • 노출량은 조리개 값의 제곱에 반비례하고 셔터 속도(시간)에 비례합니다. 조리개 값이 한 단계 커질 때(F8 → F11) 빛의 양은 $1/2$로 줄어들며, 이를 보상하기 위해 셔터 속도를 2배 느리게(1/250초 → 1/125초) 설정하면 노출량은 동일하게 유지됩니다.
    조리개 F11, 셔터속도 1/125초 / 조리개 F8, 셔터속도 1/250초 / 조리개 F5.6, 셔터속도 1/500초는 모두 동일한 노출량 관계를 가지나, 조리개 F2.8, 셔터속도 1/1000초는 앞선 조건들보다 빛을 더 많이 받는 설정이므로 노출량이 같지 않습니다.
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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)
  • 진공증착 표면처리는 렌즈 표면에 얇은 막을 입히는 공정으로, 주로 광학적 특성(반사 방지, 투과율)이나 표면 경도(내마모성)를 개선하기 위해 사용합니다. 하지만 렌즈 소재 자체의 물리적 성질인 내충격성은 증착 처리로 향상되지 않습니다.
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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)
  • 투명한 유리가 가루가 되면 표면이 매우 거칠어지며, 입사한 빛이 여러 방향으로 불규칙하게 반사되는 난반사 현상이 일어나 흰색으로 보이게 됩니다.
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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 세 가지 파장의 색수차를 보정하는 고성능 렌즈로, 분산 특성이 매우 낮은 형석($CaF_{2}$) 결정을 사용하여 제조합니다.
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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 나누어 계산합니다.
    ① [배율 = 대물렌즈 초점거리 / 접안렌즈 초점거리]
    ② $M = \frac{500}{20}$
    ③ $M = 25$
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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 연간 총 작업시간 100만 시간당 발생하는 재해 건수를 계산하는 지표입니다.
    ① [기본 공식] $\text{도수율} = \frac{\text{재해건수}}{\text{연작업시간수}} \times 1000000$
    ② [숫자 대입] $\text{도수율} = \frac{2}{100000} \times 1000000$
    ③ [최종 결과] $\text{도수율} = 20$
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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)
  • 물리학적 요인은 방사선, 고온, 이상기압, 소음, 진동 등 에너지 형태의 요인을 말합니다. 유기용제는 화학적 성질을 가진 물질이므로 화학적 요인에 해당합니다.
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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)
  • 유해물질의 발산을 방지하기 위해서는 분진이 날리는 건식 작업보다는 액체나 습식 상태로 처리하는 것이 유리합니다. 따라서 습식연마 작업을 건식연마 작업으로 개선하는 것은 오히려 유해물질 발산을 증가시키는 잘못된 방법입니다.
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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)
  • 하인리히의 법칙은 1건의 중상재해가 발생하기 전에는 29건의 경상재해와 300건의 무재해 사고(아차사고)가 반드시 존재한다는 통계적 법칙입니다.
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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)
  • 제조공정의 목적은 정해진 품질표준을 준수하고, 납기를 맞추며, 가장 경제적인 비용으로 제품을 생산하는 것입니다. 단순히 가급적 많은 수량을 제조하는 것은 효율성이나 품질 관리 측면에서 적절한 목적이 아닙니다.
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56. 어떤 제품을 평가할 때 계량치와 관능치로 구분한다. 다음 중 성격이 다른 데이터는?

  1. 길이
  2. 시간
  3. 온도
  4. 맛
(정답률: 알수없음)
  • 길이, 시간, 온도는 수치로 정확히 측정 가능한 계량치 데이터인 반면, 맛은 사람의 감각으로 느끼는 주관적인 관능치 데이터이므로 성격이 다릅니다.
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57. 다음 설명에 해당되는 용어는?

  1. 안전진단
  2. 안전점검
  3. 안전확인
  4. 안전검사
(정답률: 알수없음)

  • 설비, 시설, 작업방법, 안전관리체제, 교육, 환경 등 전반적인 분야를 대상으로 실시하는 종합적인 조사평가는 안전진단에 해당합니다.
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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)
  • 산업안전보건법에 따라 사업주는 생산직 근로자의 건강 관리를 위해 일반건강진단을 1년 1회 이상 실시해야 합니다.
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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)
  • 분진(먼지)이 발생하는 작업 환경에서는 호흡기를 보호하여 유해 물질의 흡입을 막아주는 방진마스크를 착용해야 합니다.
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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)
  • 화재의 종류에 따라 소화 약제가 다르므로 정확한 분류를 암기해야 합니다. C급 화재는 전기 설비나 전선 등 전기가 흐르는 물질에서 발생하는 화재를 의미합니다.

    오답 노트
    A급 화재: 일반 화재(나무, 종이 등)
    B급 화재: 유류 화재(기름, 가스 등)
    D급 화재: 금속 화재(마그네슘, 나트륨 등)
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