광학기능사 필기 기출문제복원 (2007-04-01)

광학기능사 2007-04-01 필기 기출문제 해설

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광학기능사
(2007-04-01 기출문제)

목록

1과목: 광학일반

1. 사람의 눈이 느끼는 빛의 세기인 광원의 광출력을 나타내는 단위는?

  1. 와트(watt, W)
  2. 루멘(lumen, lm)
  3. 데시벨(decibel, dB)
  4. 파장(nanometer, nm)
(정답률: 43%)
  • 광원의 광출력, 즉 인간의 눈이 느끼는 빛의 밝기를 나타내는 광도량의 단위는 루멘(lumen, lm)입니다.

    오답 노트
    와트(W): 물리적인 에너지 출력 단위
    데시벨(dB): 소리나 신호의 상대적 강도 단위
    파장(nm): 빛의 색을 결정하는 길이 단위
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2. 어떤 물체를 조리개 4에 1/400초로 촬영하는 것이 적당한 노출이라면 조리개를 8로 할 때의 시간은 얼마인가?

  1. 1/50 초
  2. 1/100 초
  3. 1/400 초
  4. 1/800 초
(정답률: 32%)
  • 조리개 값이 커지면 빛의 양이 줄어들므로, 동일한 노출을 얻기 위해서는 셔터 속도를 느리게(시간을 길게) 설정해야 합니다. 조리개 값이 4에서 8로 2스탑 증가하면 빛의 양은 $\frac{1}{4}$로 줄어들므로, 시간은 4배로 늘려야 합니다.
    ① [기본 공식] $T_2 = T_1 \times (\frac{F_2}{F_1})^2$
    ② [숫자 대입] $T_2 = \frac{1}{400} \times (\frac{8}{4})^2$
    ③ [최종 결과] $T_2 = \frac{1}{100}$
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3. 렌즈의 무반사 광학박막은 어떤 광학현상을 이용한 것인가?

  1. 빛의 굴절
  2. 빛의 분산
  3. 빛의 간섭
  4. 빛의 회절
(정답률: 11%)
  • 무반사 광학박막은 박막 표면에서 반사된 빛과 박막 바닥면에서 반사된 빛이 서로 위상차가 $180^{\circ}$가 되어 서로를 상쇄시키는 빛의 간섭 현상을 이용합니다.
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4. 다음 중 빛의 회절을 이용한 것은?

  1. 격자분광기
  2. 프리즘분광기
  3. 통신용 광섬유
  4. 액정표시장치(LCD)
(정답률: 18%)
  • 격자분광기는 빛이 좁은 틈을 지나며 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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5. 맑은 날의 파란 하늘과 붉은 저녁 노을의 현상을 광학적으로 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 대기에 의한 빛의 굴절현상이다.
  2. 대기에 의한 빛의 분산현상이다.
  3. 대기에 의한 빛의 산란현상이다.
  4. 대기에 의한 빛의 간섭현상이다.
(정답률: 32%)
  • 태양광이 지구 대기를 통과할 때 입자에 의해 빛이 사방으로 퍼지는 산란현상이 발생합니다. 파장이 짧은 푸른색은 낮에 많이 산란되어 파란 하늘이 보이고, 해 질 녘에는 빛이 통과하는 경로가 길어져 파장이 긴 붉은색만 도달하므로 붉은 노을이 보입니다.
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6. 간섭계의 종류와 그 응용에 관한 연결이 잘못된 것은?

  1. 패브리-빼로(Fabry-Perot) 간섭계 : 분광기에 사용
  2. 마이켈슨-몰리(Michelson-Morley) 간섭계 : 박막두께 측정
  3. 트위만-그린(Twyman-Green) 간섭계 : 렌즈면의 검사
  4. 회전 삭냑(Sagnac) 간섭계 : 자이로스코프에 사용
(정답률: 11%)
  • 마이켈슨-몰리 간섭계는 빛의 에테르 존재 여부를 확인하기 위한 실험에 사용되었으며, 박막 두께 측정과는 거리가 멉니다.
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7. 다음 중 광도의 단위는 어느 것인가?

  1. 칸델라
  2. 루멘
  3. 와트
  4. 룩스
(정답률: 30%)
  • 광도(Luminous Intensity)는 광원에서 특정 방향으로 나오는 빛의 세기를 나타내며, SI 단위로 칸델라(cd)를 사용합니다.

    오답 노트
    루멘: 광속의 단위
    와트: 일률(전력)의 단위
    룩스: 조도의 단위
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8. 다음 중 빛의 진행 방향을 90° 또는 180° 변환시키기 위해 사용되는 것은?

  1. 렌즈
  2. 프리즘
  3. 필터
  4. 편광자
(정답률: 17%)
  • 프리즘은 빛의 굴절과 전반사 원리를 이용하여 빛의 진행 방향을 $90^{\circ}$ 또는 $180^{\circ}$로 굴절시키거나 분산시키는 광학 소자입니다.
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9. 초점거리 10cm 인 볼록렌즈의 앞쪽 15cm 되는 곳에 물체가 있다. 이 물체의 상에 대하여 올바르게 기술한 것은?

  1. 렌즈의 뒤쪽에 도립 허상
  2. 렌즈의 앞쪽에 정립 허상
  3. 렌즈의 뒤쪽에 도립 실상
  4. 렌즈의 앞쪽에 정립 실상
(정답률: 18%)
  • 렌즈 공식과 상의 성질을 이용하여 상의 위치와 종류를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{f} = \frac{1}{a} + \frac{1}{b}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{10} = \frac{1}{15} + \frac{1}{b}$
    ③ [최종 결과] $b = 30$
    상 거리 $b$가 양수이므로 렌즈 뒤쪽에 실상이 맺히며, 볼록렌즈에 의해 물체보다 큰 도립 실상이 형성됩니다.
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10. 프리즘에 백색광을 통과시키면 무지개 빛을 볼 수 있다. 이것은 물질의 어떤 성질 때문인가?

  1. 산란
  2. 회절
  3. 분산
  4. 복골절
(정답률: 30%)
  • 백색광이 프리즘을 통과할 때 파장에 따라 굴절률이 달라져 서로 다른 각도로 굴절되며 여러 색의 빛으로 나누어지는 현상을 분산이라고 합니다.
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11. 다음 광선 중 에너지가 가장 큰 것은?

  1. 자외선
  2. 빨강색
  3. 파랑색
  4. 적외선
(정답률: 24%)
  • 광자의 에너지는 파장에 반비례하고 진동수에 비례합니다. 제시된 광선 중 파장이 가장 짧고 진동수가 가장 높은 자외선이 에너지가 가장 큽니다.
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12. 다음 중 스펙트럼에 의해 분산된 색광에서 파장이 가장 짧은 색은?

  1. 빨강
  2. 노랑
  3. 파랑
  4. 보라
(정답률: 34%)
  • 가시광선 영역에서 파장은 빨강색이 가장 길고 보라색이 가장 짧습니다. 따라서 파장이 가장 짧은 색은 보라입니다.
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13. 굴절률이 1 인 공기 중에서 굴절률이 4/3 인 물속으로 빛이 입사하고 있다. 수면의 수직한 축과 이루는 입사각이 30° 라면 굴절각(θ)은 얼마인가?

(정답률: 27%)
  • 서로 다른 매질의 경계면에서 빛의 굴절 정도를 계산하는 스넬의 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$
    ② [숫자 대입] $1 \times \sin 30^{\circ} = \frac{4}{3} \times \sin \theta$
    ③ [최종 결과] $\theta = \sin^{-1} \frac{3}{8}$
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14. 다음의 표는 여러 가지 물질의 빛에 대한 굴절률이다. 고체를 액체 속에 넣고 액체의 위쪽에서 내려다 보지 않고 측면에서 비스듬히 볼 때, 액체 속의 고체가 가장 잘 보이는 경우는?

  1. 다이아몬드를 물에 넣을 때
  2. 얼음을 물에 넣을 때
  3. 얼음을 벤젠에 넣을 때
  4. 유리를 베젠에 넣을 때
(정답률: 17%)
  • 물질의 굴절률 차이가 클수록 빛의 굴절과 반사가 더 뚜렷하게 일어나 물체가 더 잘 보입니다. 표에서 고체와 액체의 굴절률 차이가 가장 큰 조합은 다이아몬드(2.42)와 물(1.33)의 조합입니다.
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15. 다음 중 볼록거울의 상으로 나타날 수 있는 것은?

  1. 도립 허상
  2. 도립 실상
  3. 정립 허상
  4. 정립 실상
(정답률: 6%)
  • 볼록거울은 빛을 발산시키는 성질이 있어, 물체의 위치와 상관없이 항상 물체보다 작고 똑바로 선 허상이 생깁니다. 따라서 정립 허상이 정답입니다.
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2과목: 광학가공

16. 다음 중 원자상태의 기체 광원에서 나오는 빛을 분산시켜 얻어지는 스펙트럼은?

  1. 선 스펙트럼
  2. 띠 스펙트럼
  3. 연속 스펙트럼
  4. 프라운호퍼 스펙트럼
(정답률: 36%)
  • 원자 상태의 기체 광원은 특정 에너지 준위 사이의 전이로 인해 특정한 파장의 빛만을 방출하므로, 분산시켰을 때 불연속적인 선 형태로 나타나는 선 스펙트럼이 관찰됩니다.

    오답 노트
    연속 스펙트럼: 고온의 고체나 액체 광원에서 발생
    프라운호퍼 스펙트럼: 연속 스펙트럼에 나타나는 흡수선
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17. 빛이 굴절률 1.7인 기판에 수직으로 입사할 때 반사율은 약 얼마인가?

  1. 4.3%
  2. 6.7%
  3. 8.6%
  4. 12.6%
(정답률: 18%)
  • 빛이 서로 다른 굴절률을 가진 매질의 경계면에 수직으로 입사할 때, 반사율은 두 매질의 굴절률 차이에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $R = (\frac{n_1 - n_2}{n_1 + n_2})^2$
    ② [숫자 대입] $R = (\frac{1.7 - 1}{1.7 + 1})^2$
    ③ [최종 결과] $R = 0.067 = 6.7\%$
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18. 굴절율 1.5인 유리와 공기면에서의 전반사각 θ는?

  1. sinθ = 2/3
  2. cosθ = 2/3
  3. tanθ = 2/3
  4. tanθ = 3/2
(정답률: 36%)
  • 전반사 임계각은 스넬의 법칙에 의해 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 나갈 때 발생하며, $\sin \theta$ 값은 두 매질의 굴절률 비로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\sin \theta = \frac{n_2}{n_1}$
    ② [숫자 대입] $\sin \theta = \frac{1}{1.5}$
    ③ [최종 결과] $\sin \theta = \frac{2}{3}$
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19. 전자기파 스펙트럼 중에서 가시광선 보다 파장이 짧고 살균작용에 이용되는 광선은 무엇인가?

  1. 초단파
  2. 적외선
  3. 자외선
  4. 알파선
(정답률: 17%)
  • 자외선은 가시광선보다 파장이 짧고 에너지가 높아 미생물의 DNA를 파괴하는 살균 작용에 이용되는 광선입니다.

    오답 노트
    적외선: 가시광선보다 파장이 김
    초단파: 전파의 일종으로 파장이 매우 김
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20. 다음 사람의 눈 구조 중에서 가장 부피가 큰 것은?

  1. 각막
  2. 초자체
  3. 수정체
  4. 방수
(정답률: 12%)
  • 초자체(Vitreous body)는 안구의 뒷부분을 채우고 있는 젤 형태의 투명한 물질로, 안구 전체 부피의 대부분을 차지하는 가장 큰 구조물입니다.
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21. 다음 중 편광에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 태양으로부터 오는 자연광은 비편광 상태이다.
  2. 백열전구의 빛은 비편광 상태이다.
  3. 태양 빛은 공기 중에서 전파될 때 편광될 수 있다.
  4. 유리 표면에서 반사된 빛은 항상 일정한 편광상태이다.
(정답률: 32%)
  • 빛이 유리 표면에서 반사될 때, 입사각이 브루스터 각(Brewster's angle)일 때만 완전한 편광이 일어나며, 일반적인 각도에서는 부분적으로만 편광됩니다.

    오답 노트
    태양광/백열전구 빛: 여러 방향의 진동 성분이 섞인 비편광 상태가 맞음
    공기 중 전파: 산란 과정에서 편광이 발생할 수 있음
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22. 광학계(가시광선용 결상)의 설계 및 분석에서 기준이 되는 빛의 파장은?

  1. 656.3 nm
  2. 587.6 nm
  3. 546.0 nm
  4. 486.1 nm
(정답률: 6%)
  • 광학 설계 시 표준으로 사용하는 기준 파장은 나트륨 D선(Sodium D-line)이며, 그 값은 $587.6\text{ nm}$입니다.
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23. 근점이 100cm인 원시안인 사람이 25cm 떨어져 있는 물체를 선명하게 보려면 초점거리가 얼마인 렌즈를 착용해야 하는가?

  1. 20cm
  2. 33cm
  3. -20cm
  4. -33cm
(정답률: 32%)
  • 물체가 렌즈에 의해 상이 맺힐 때, 그 상의 위치가 사람의 근점에 형성되어야 선명하게 보입니다. 렌즈 공식 $\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}$을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{f} = \frac{1}{25} + \frac{1}{-100}$
    ③ [최종 결과] $f = 33.3$
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24. 볼록렌즈를 사용하여 평행광을 초점에 모으려 해도 점광원이 되지 않고 초점의 크기가 어느 크기 이하로는 줄어들지 않는 근본 원인을 옳게 설명한 것은?

  1. 적외선과 자외선이 통과되기 때문이다.
  2. 빛이 여러 파장으로 구성되어 있기 때문이다.
  3. 빛의 회절에 의한 한계 때문이다.
  4. 렌즈를 통과한 빛과 주변광이 굴절하기 때문이다.
(정답률: 24%)
  • 빛은 파동성을 가지므로 렌즈의 가장자리를 지날 때 꺾이는 회절 현상이 발생합니다. 이로 인해 초점에서 완전한 점이 아닌 작은 원반 형태의 Airy disk가 형성되어 해상도에 한계가 생깁니다.
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25. 사진기, 현미경, 망원경 등은 빛의 어떤 특성을 이용하여 만들어진 것인가?

  1. 굴절
  2. 분산
  3. 간섭
  4. 회절
(정답률: 32%)
  • 사진기, 현미경, 망원경은 렌즈를 통해 빛의 진행 방향을 꺾어 상을 맺게 하는 굴절 현상을 기본 원리로 이용하여 제작됩니다.
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26. 그림은 렌즈의 곡률 반경(R)을 간이식 곡률계로 측정하는 것을 나타낸 것이다. R의 관계식이 옳은 것은?

(정답률: 19%)
  • 렌즈의 지름 $D$와 중심 높이 $h$를 이용하여 곡률 반경 $R$을 구하는 공식은 원의 성질(현의 길이와 높이 관계)을 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{(\frac{D}{2})^2 + h^2}{2h}$$
    ② [숫자 대입]
    제시된 이미지의 변수 $D$와 $h$를 공식에 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$R = \frac{(\frac{D}{2})^2 + h^2}{2h}$$
    따라서 정답은 입니다.
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27. 다음 중 렌즈의 편심(decenter)은 무엇을 의미하는가?

  1. 렌즈의 광축이 렌즈의 중심에 있지 않는 것
  2. 렌즈 상하방향의 곡률과 좌우방향의 곡률이 다른 것
  3. 렌즈의 중심부가 많이 연마되어 중심부의 곡률이 작아진 것
  4. 렌즈의 모서리 부분이 많이 연마되어 모서리의 곡률이 작아진 것
(정답률: 18%)
  • 렌즈의 편심(decenter)이란 렌즈의 기하학적 중심과 광학적 중심(광축)이 일치하지 않고 어긋나 있는 상태를 의미합니다.
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28. 광학평면 가공 도중에 피죠(Fizeau)간섭계를 이용하여 평면을 검사할 때 1개의 환(ring) 무늬가 사라졌다면 어느 정도의 돌출부가 제거되었다고 볼 수 있는가?

  1. 1 파장
  2. 1/2 파장
  3. 1/4 파장
  4. 1/10 파장
(정답률: 12%)
  • 피죠 간섭계에서 간섭 무늬(환) 하나는 광로차 $1\lambda$ (1 파장)의 변화를 의미합니다. 하지만 렌즈 표면의 실제 물리적 두께(돌출부)는 빛이 왕복하는 경로를 가지므로, 무늬 1개가 사라졌을 때 제거된 실제 두께는 파장의 절반인 $1/2$ 파장이 됩니다.
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29. 다음 중 비구면 렌즈 가공을 위한 기술이 아닌 것은?

  1. 금형증착기술
  2. 사출성형기술
  3. 유리성형기술
  4. 연삭가공기술
(정답률: 25%)
  • 비구면 렌즈 가공은 정밀한 곡면 형성을 위해 사출성형기술, 유리성형기술, 연삭가공기술 등이 사용됩니다. 반면 금형증착기술은 표면에 얇은 막을 입히는 코팅 공정으로, 렌즈의 기하학적 형상을 만드는 가공 기술과는 거리가 멉니다.
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30. 다음 중 연마제가 갖추어야 할 구비조건으로 옳은 것은?

  1. 가공하는 재료보다 무를 것
  2. 마모되기 쉬울 것
  3. 입자의 크기가 균일할 것
  4. 재료보다 용융점이 낮을 것
(정답률: 12%)
  • 정밀한 표면 가공을 위해서는 연마제 입자의 크기가 균일해야 가공면의 거칠기가 일정하고 균일한 품질을 얻을 수 있습니다.

    오답 노트
    가공 재료보다 무를 것: 재료보다 단단해야 깎아낼 수 있습니다.
    마모되기 쉬울 것: 내마모성이 있어야 효율적인 연마가 가능합니다.
    용융점이 낮을 것: 연마제의 용융점은 가공 품질과 무관합니다.
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3과목: 광학기기

31. 다음 중 단층 무반사막 증착에 사용할 물질로 가장 적합한 것은?

  1. 렌즈 재질보다 용융점이 높은 물질
  2. 렌즈 재질보다 비중이 높은 물질
  3. 렌즈 재질보다 굴절률이 낮은 물질
  4. 렌즈 재질보다 투과율이 낮은 물질
(정답률: 17%)
  • 단층 무반사막이 효과를 내기 위해서는 박막의 굴절률이 렌즈 재질의 굴절률보다 낮아야 빛의 상쇄 간섭이 일어나 반사광이 제거됩니다.

    오답 노트
    용융점, 비중, 투과율: 무반사막의 굴절률 조건과는 직접적인 상관이 없습니다.
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32. 다음 중 금속반사막을 코팅하였을 때 가시광선과 적외부 즉, 0.4~1.0μm 에서 반사율이 전반적으로 가장 큰 것은?

  1. Ag
  2. Al
  3. Au
  4. Cu
(정답률: 30%)
  • 은(Ag)은 가시광선 영역부터 적외선 영역까지 전반적으로 매우 높은 반사율을 가지는 금속입니다. 특히 $0.4 \sim 1.0\mu m$ 범위에서 알루미늄(Al)이나 금(Au)보다 우수한 반사 특성을 보입니다.
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33. 다음 박막제조기술 중 진공증착 방식이 아닌 것은?

  1. 저항가열법
  2. 유도가열법
  3. 직류 이온화법
  4. 전자빔 가열법
(정답률: 16%)
  • 진공증착은 열을 가해 재료를 기화시키는 방식입니다. 저항가열법, 유도가열법, 전자빔 가열법은 모두 열에너지를 이용한 증착 방식이지만, 직류 이온화법은 이온의 충돌을 이용하는 스퍼터링 방식에 해당하므로 진공증착 방식이 아닙니다.
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34. 다음 중 연삭과 거친 연마에 적합하지 않은 연마제는 어느 것인가?

  1. 다이아몬드 저석
  2. 용융 알루미나질 저립
  3. 탄화규소질 저립
  4. 산화세륨(세륨옥사이드)
(정답률: 17%)
  • 연삭과 거친 연마에는 경도가 매우 높은 다이아몬드, 탄화규소, 알루미나 등이 사용됩니다. 반면 산화세륨(세륨옥사이드)은 입자가 매우 고와 주로 최종 단계의 정밀 연마(광택 작업)에 사용되므로 거친 연마에는 적합하지 않습니다.
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35. 렌즈에 묻어 있는 피치를 닦아내는 가장 적절한 방법은?

  1. 미지근한 물에 담가 흔든다.
  2. 면도칼로 긁어낸다.
  3. 비눗물로 닦는다.
  4. 신너(thinner)에 담가 놓았다가 꺼내어 닦아낸다.
(정답률: 17%)
  • 렌즈 표면에 묻은 피치(Pitch)는 유기 용제에 잘 녹는 성질이 있습니다. 따라서 신너(thinner)에 담가 녹여낸 후 닦아내는 것이 가장 적절하며, 면도칼과 같은 도구는 렌즈 표면에 스크래치를 유발하므로 절대 금지해야 합니다.
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36. 다음 중 광학 유리의 주 성분은 무엇인가?

  1. SiO2
  2. NaCl
  3. Fe
  4. Cu
(정답률: 17%)
  • 광학 유리는 기본적으로 규사(석영)를 주성분으로 하여 만들어지며, 화학식으로는 $\text{SiO}_2$로 표기합니다.
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37. 렌즈 조립을 위해 볼록 렌즈의 성질을 그림으로 나타낸 것이다. 다음 중 틀린 것은?

(정답률: 24%)
  • 볼록 렌즈는 빛을 한 곳으로 모으는 성질을 가지고 있습니다. 그림은 빛이 렌즈를 통과한 후 오히려 퍼져나가는 오목 렌즈의 성질을 나타내고 있으므로 틀린 설명입니다.
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38. 가시광선 파장의 일반적인 범위로 가장 적절한 것은?

  1. 180nm ~ 400nm
  2. 320nm ~ 560nm
  3. 380nm ~ 780nm
  4. 560nm ~ 980nm
(정답률: 25%)
  • 인간의 눈으로 식별 가능한 가시광선의 파장 범위는 일반적으로 $380\text{nm}$에서 $780\text{nm}$ 사이입니다.
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39. 카메라 교환렌즈의 밝기(F)가 다음 숫자와 같이 각각 표현될 때 물체의 상이 가장 밝은 것은?

  1. 1.4
  2. 2.8
  3. 4
  4. 8
(정답률: 23%)
  • 렌즈의 밝기를 나타내는 F값(F-number)은 초점거리를 유효 구경으로 나눈 값으로, 이 값이 작을수록 렌즈의 구경이 커져 더 많은 빛이 들어오므로 상이 더 밝게 맺힙니다. 제시된 수치 중 가장 작은 값인 $1.4$일 때 가장 밝습니다.
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40. 광소자에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 광 기능 소자에는 능동소자와 수동소자가 있다.
  2. 발광소자는 전기신호를 광신호로 변환시켜 주는 소자로 LED가 있다.
  3. 수광소자는 광신호를 감지하여 전기신호로 변환시켜 주는 소자로 LD가 있다.
  4. 광소자는 빛을 발생, 처리, 감지하는 기능을 수행하는 소자를 말한다.
(정답률: 13%)
  • 수광소자는 빛을 받아 전기신호로 바꾸는 소자로, 대표적으로 포토다이오드(PD) 등이 있습니다. LD(Laser Diode)는 전기를 빛으로 바꾸는 발광소자이므로 수광소자라는 설명은 틀렸습니다.
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41. 명시거리가 20cm인 사람을, 정상인의 명시거리인 25cm로 하려면 어떤 안경을 착용하여야 하는가?

  1. 초점거리 10cm의 볼록렌지
  2. 초점거리 100cm의 볼록렌지
  3. 초점거리 10cm의 오목렌지
  4. 초점거리 100cm의 오목렌지
(정답률: 7%)
  • 명시거리를 늘리기 위해서는 빛을 발산시키는 오목렌즈를 사용하여 상을 더 멀리 맺히게 해야 합니다. 렌즈의 공식 $\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} - \frac{1}{d_i}$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} - \frac{1}{d_i}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{f} = \frac{1}{25} - \frac{1}{20}$
    ③ [최종 결과] $f = -100$
    결과값이 $-100$이므로 초점거리 $100\text{cm}$의 오목렌즈를 사용해야 합니다.
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42. 제작된 망원경으로 사물을 관찰하니 물체 주위에 푸른 색의 띠가 형성되었다면 그 원인으로 옳은 것은?

  1. 색수차가 보정되지 않았다.
  2. 코마수차가 있기 때문이다.
  3. 왜곡 현상이 있기 때문이다.
  4. 구면수차를 보정하지 않았다.
(정답률: 28%)
  • 빛의 파장에 따라 굴절률이 달라져 초점이 한 곳에 맺히지 않고 색깔별로 분리되어 나타나는 현상을 색수차라고 합니다. 따라서 물체 주위에 푸른 색의 띠가 형성된 것은 색수차가 보정되지 않았기 때문입니다.
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43. 렌즈의 굴절능과 디옵터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 초점거리의 역수를 렌즈의 굴절능이라 한다.
  2. 초점거리가 길수록 굴절능은 큰 값을 갖는다.
  3. 초점거리가 10cm 이면 10디옵터 이다.
  4. 초점거리가 1m 이면 1디옵터 이다.
(정답률: 32%)
  • 렌즈의 굴절능(디옵터)은 초점거리의 역수로 정의되므로, 초점거리가 길어질수록 굴절능은 작아지는 반비례 관계입니다.

    오답 노트
    초점거리가 10cm 이면 10디옵터 이다: $1/0.1\text{m} = 10\text{D}$로 옳은 설명입니다.
    초점거리가 1m 이면 1디옵터 이다: $1/1\text{m} = 1\text{D}$로 옳은 설명입니다.
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44. 프리즘이 프리즘 쌍안경에 사용되는 가장 큰 이유는 무엇인가?

  1. 정립상을 보기 위해서
  2. 투과율을 높이기 위해서
  3. 배율을 크게 하기 위해서
  4. 왜곡수차를 줄이기 위해서
(정답률: 18%)
  • 렌즈를 통해 형성된 상은 기본적으로 도립상(상하좌우가 바뀐 모습)입니다. 프리즘 쌍안경은 내부에 프리즘을 배치하여 빛의 경로를 굴절시킴으로써 상을 다시 똑바로 세운 정립상으로 바꾸어 보기 위해 사용합니다.
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45. 쌍안경에 8×30, 화각 7도로 표기되어 있었다. 8× 의 의미로 옳은 것은?

  1. 쌍안경의 배율이 8배 이다.
  2. 쌍안경의 밝기가 8배 이다.
  3. 쌍안경의 대물렌즈 크기가 8mm 이다.
  4. 렌즈 8장을 접착한 것으로 구성되어 있다.
(정답률: 13%)
  • 쌍안경의 표기법에서 '배율 × 대물렌즈 유효구경' 순으로 나타냅니다. 따라서 $8\times$는 대상물을 실제보다 8배 확대해서 볼 수 있는 배율을 의미합니다.
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4과목: 질관리와 산업안전

46. 그림과 같이 코팅하지 않은 렌즈(굴절률 1.5)에 수직으로 입사한 광의 경우 투과율은 약 몇 % 인가? (단, 렌즈 내에서의 흡수는 없다고 가정한다.)

  1. 88%
  2. 92%
  3. 96%
  4. 99%
(정답률: 17%)
  • 굴절률이 다른 두 매질의 경계면에서 수직으로 입사할 때의 반사율을 먼저 구한 뒤, 전체 100%에서 반사율을 빼면 투과율이 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = (\frac{n_{2}-n_{1}}{n_{2}+n_{1}})^{2}$ 반사율 = ((굴절률차이) / (굴절률합))의 제곱
    ② [숫자 대입] $R = (\frac{1.5-1}{1.5+1})^{2} = (\frac{0.5}{2.5})^{2} = 0.2^{2} = 0.04$
    ③ [최종 결과] $T = (1 - 0.04) \times 100 = 96\%$
    ※ 제시된 정답 92%는 일반적인 계산 결과 96%와 차이가 있으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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47. 4칸델라(cd)의 광원이 탁자의 중앙 50cm 위에 매달려 있을 때 탁자면 중앙의 발광 조도(lx)는 얼마인가?

  1. 4
  2. 16
  3. 20
  4. 25
(정답률: 24%)
  • 광원에서 수직 거리만큼 떨어진 지점의 조도는 광도를 거리의 제곱으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{I}{r^{2}}$ 조도 = 광도 / 거리의 제곱
    ② [숫자 대입] $E = \frac{4}{0.5^{2}}$
    ③ [최종 결과] $E = 16$
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48. 다음 중 단색 필터를 사용한 사진기의 성능 개선을 위해 대물렌즈에서 제거하여야 할 수차가 아닌 것은?

  1. 구면수차
  2. 왜곡수차
  3. 비점수차
  4. 색수차
(정답률: 38%)
  • 색수차는 렌즈를 통과하는 빛의 파장(색상)마다 굴절률이 달라 초점이 한 곳에 맺히지 않는 현상입니다. 단색 필터를 사용하면 특정 파장의 빛만 통과시키므로 색수차가 원천적으로 제거됩니다. 따라서 단색 필터 사용 시 추가로 제거할 필요가 없는 수차입니다.

    오답 노트
    구면수차, 왜곡수차, 비점수차: 렌즈의 형상이나 정렬 문제로 발생하는 수차로, 단색 필터 사용 여부와 관계없이 제거해야 할 대상입니다.
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49. 투명한 유리를 가루로 잘게 부수면 흰 설탕같이 보인다. 이러한 현상은 무엇 때문인가?

  1. 굴절
  2. 간섭
  3. 전반사
  4. 난반사
(정답률: 17%)
  • 투명한 유리를 가루로 만들면 표면이 불규칙해져 빛이 들어올 때 여러 방향으로 흩어지는 난반사가 일어납니다. 이로 인해 모든 색의 빛이 섞여 반사되면서 우리 눈에는 흰색으로 보이게 됩니다.
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50. 광섬유를 접속하는 다음 방법 중 접속 손실이 가장 작은 것은?

  1. 컨넥터(Connector) 접속
  2. 접속키트(Splice kit) 접속
  3. 융착 접속(Fusion splicing)
  4. 브이-그루브(V-groove) 접속
(정답률: 7%)
  • 융착 접속(Fusion splicing)은 광섬유 끝단을 고온으로 녹여 직접 접합하는 방식으로, 물리적 연결 방식인 커넥터나 V-그루브 접속보다 정렬 정밀도가 매우 높아 접속 손실이 가장 작습니다.
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51. 유해물질의 독성 정도를 결정하는 중요한 인자로 볼 수 없는 것은?

  1. 침입경로
  2. 작업환경 조건
  3. 작업숙련도
  4. 농도와 폭로시간
(정답률: 32%)
  • 유해물질의 독성은 물질 자체의 특성, 체내 유입 경로, 노출 농도 및 시간, 그리고 환경 조건에 의해 결정됩니다. 작업숙련도는 작업자의 개인적 능력일 뿐, 물질이 가진 생물학적 독성 정도를 결정하는 인자는 아닙니다.
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52. 진폐증 발생에 관여하는 요인들로 볼 수 없는 것은?

  1. 분진의 종류
  2. 분진의 크기
  3. 분진의 농도
  4. 분진의 색상
(정답률: 23%)
  • 진폐증은 분진이 폐에 쌓여 발생하는 질환으로, 분진의 화학적 성질(종류), 폐포까지 도달할 수 있는 입자 크기, 노출되는 분진의 농도가 발생에 결정적인 영향을 미칩니다. 분진의 색상은 폐 조직의 손상이나 질병 발생과 직접적인 상관관계가 없습니다.
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53. 공정개선의 원칙으로 적합하지 않은 것은?

  1. 비 효율성의 배제
  2. 공정의 간소화
  3. 유사 공정의 결합
  4. 전체 공정의 분해
(정답률: 25%)
  • 공정개선은 낭비를 제거하고 효율을 높이는 것이 목적입니다. 비 효율성의 배제, 공정의 간소화, 유사 공정의 결합은 효율을 높이는 원칙이지만, 전체 공정을 무분별하게 분해하는 것은 오히려 공정을 복잡하게 만들어 효율성을 저해할 수 있습니다.
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54. 안전보건교육의 단계별 교육과정을 순서대로 가장 적절하게 나타낸 것은?

  1. 지식교육 → 태도교육 → 기능교육
  2. 기능교육 → 지식교육 → 태도교육
  3. 태도교육 → 지식교육 → 기능교육
  4. 지식교육 → 기능교육 → 태도교육
(정답률: 22%)
  • 안전보건교육은 먼저 이론적인 내용을 습득하는 지식교육, 이를 바탕으로 실제 동작을 익히는 기능교육, 최종적으로 안전 의식을 내면화하는 태도교육 순으로 단계별로 진행하는 것이 가장 효과적입니다.
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55. 다음은 품질관리 활동을 사이클화 한 과정이다. 빈 칸의 단계에 알맞은 기능은 무엇인가?

  1. 검토(C)
  2. 개발(D)
  3. 표준(S)
  4. 교육(E)
(정답률: 23%)
  • 품질관리의 기본 사이클인 PDCA 사이클에 대한 문제입니다. 과정은 계획(Plan) $\rightarrow$ 실시(Do) $\rightarrow$ 검토(Check) $\rightarrow$ 조처(Act) 순으로 진행되므로, 빈칸에 알맞은 단계는 검토(C)입니다.
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56. 교육기법 중 강의법의 장점이 아닌 것은?

  1. 일시에 많은 대상을 상대로 교육이 가능하다.
  2. 단시간 내 많은 내용의 정보 전달이 가능하다.
  3. 시간의 조정이 용이하다.
  4. 학습자로 하여금 학습에 적극적이고, 집중하기 쉽다.
(정답률: 16%)
  • 강의법은 강사가 주도적으로 정보를 전달하는 방식이므로, 학습자는 수동적인 입장이 되기 쉽습니다. 따라서 학습자가 학습에 적극적이고 집중하기 쉽다는 내용은 강의법의 특징이 아닌 학습자 중심 교육법의 장점입니다.
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57. 연삭기를 사용하는 연삭 작업시 눈을 보호하기 위한 개인 보호구는?

  1. 안전모
  2. 보안경
  3. 방진마스크
  4. 방독마스크
(정답률: 39%)
  • 연삭 작업 시 발생하는 고속의 파편이나 분진으로부터 눈을 보호하기 위해 반드시 보안경을 착용해야 합니다.
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58. 다음 중 화학적 질식제로 볼 수 없는 것은?

  1. 메탄
  2. 황화수소
  3. 니트로벤젠
  4. 일산화탄소
(정답률: 12%)
  • 화학적 질식제는 혈액의 산소 운반 능력을 저하시키거나 세포 호흡을 방해하는 물질입니다. 메탄은 단순 질식제로 분류됩니다.
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59. 다음의 설명에 해당되는 검사는?

  1. 설계검사
  2. 완성검사
  3. 성능검사
  4. 정기검사
(정답률: 25%)

  • 검사대상제품의 제작 전에 제작기준 및 안전기준의 준수 여부를 확인하기 위해 실시하는 검사는 설계검사입니다.
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60. 안전·보건표지의 색채와 용도를 바르게 나타낸 것은?

  1. 녹색 : 안내
  2. 노랑 : 지시
  3. 파랑 : 금지
  4. 빨강 : 경고
(정답률: 16%)
  • 안전·보건표지의 색채별 용도는 정해져 있으며, 녹색은 안전, 피난, 안내를 위해 사용됩니다.

    오답 노트
    노랑: 경고
    파랑: 지시
    빨강: 금지, 경고
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