물리광학 2008학년도 1학기 중간고사, 2008/5/7(수) 13:00-14:30
* 답의 유도과정이 잘 표현되어야 하며, 필요시 단위(dimension)가 포함되어야 합니다. *
1. (6점) 다음과 같은 조화파(harmonic wave),
에서, (a) wavelength(λ), (b) frequency(f), (c) propagation constant(k), (d) angular frequency(ω), (e) period(T), (f) velocity(v) 는 각각 얼마인가?2. (8점) 그림과 같이 곡률반경(R1, R2)이 다른 얇은 볼록렌즈(biconvex lens)가 수면에 떠 있다. (a) 수면위의 A 지점에서 나간 빛은 평행하게 B 지
점을 비추고, B 지점에서 나간 빛도 평행하게 A 지점을 비춘다고 하자. 수면에서 A와 B 지점까지의 거리 비율인 (b/a)는 얼마인지 유도해 보시오. (
n
1,n
2,n
3 는 각 매질 의 굴절률이다.)(b) 이고, 렌즈의 초점거리를 f 라 하자. A와 B가 서로 실상이 되기 위해서는 ≥ 가 되어야 함을 증 명해 보시오.
3. (8점) 초점거리 f =5cm 이고 직경이 3cm인 얇은 렌즈로부 터 2f 만큼 떨어진 위치에 직경이 1 cm 인 조리개(A)가 놓 여 있다. (a) A가 aperture stop 역할을 하기 위해서는 물 체(O)까지의 거리 s가 얼마 이상이어야 하는가? (b) A가 aperture stop 역할을 하는 경우에, entrance pupil 및 exit pupil의 직경 및 렌즈로 부터의 거리는 각각 얼마인가?
4. (8점) 파장이 314nm인 두 평행광 1, 2가 그림과 같이 θ = π/10 각도로 만나 중첩되어 간섭무늬(fringe)를 만든다고 하자. (a) 왼쪽 그림과 같이 평행광 1이 스크린(S) 면에 대 해 수직인 경우, 1 mm마다 몇 개의 간섭무늬가 생기겠는가? (단, sinθ ~ θ, π = 3.14 이라 하자) (b) 오른쪽 그림과 같이 두 평행광이 스크린(S) 면에 대해 같은 각도(θ/2)로 만나는 경우, 1 mm마다 몇 개의 간섭무늬가 생기겠는가? 그 이유는?
5. (5점) Fabri-Perot 간섭계의 파장 분해능(R, resolving power)은 R=mF 와 같다.
m=2d/λ 인 mode number 이고, d 는 간섭계의 두 반사판 사이거리, λ 는 파장, F 는 finesse이다. 이러한 Fabri-Perot 간섭계가 분해할 수 있는 최대 파장폭과 최소 파장폭 의 비율이 다음과 같음을 보여라.
*************************** (총 35점 만점) 수고했습니다. ***************************
