물리광학 2007학년도 1학기 중간고사
2007/4/18(수) 9:30-10:30
1.(15점) 진공 중 광속은 × 이라 하자.
(a) Red color 빛의 진공 중에서 파장이 660 nm 이다. 굴절률이 1.5인 유리 안에서의 이 빛의 파장과, 유리 안에서 한 파장이 진동하는데 걸리는 시간, 즉, 주기는 대략 얼마인가?
(b) 이러한 red color 빛을 이루고 있는 하나의 광자(photon)가 가지고 있는 에너지는 몇 eV 인가? 단, Planck 상수는 × ⋅ , 전자의 전하량은
× 라 하자.
(c) 이 빛의 출력 파워가 3 mW라 하자. 1 초당 방출되는 광자의 개수는 몇 개인가?
2. (10점) 렌즈의 초점거리를 측정하는 방법 중의 하나인 Abbe's method는 다음과 같다.
렌즈에서 물체까지의 거리가 S1, S2 일 때 스크린에 맺히는 상의 배율이 각각 M1, M2 로 측정되었다고 하면, 사용된 렌즈의 초점거리를 결정할 수 있다. 초점거리를 S1, S2, M1, M2 로 나타내어라.
3. (15점) 굴절률이 파장에 따라 다른 매질에서, 그룹 속도 vg 와 위상속도 vp 간에는 다음 과 같은 관계가 있음을 증명하라.
4. (20점) (a) Coherent한 두 빔이 간섭을 하고 있다. 한 빔의 세기(intensity)가 N배 강하 다고 하면, 간섭무늬의 visibility는 얼마인가? (b) 두 빔간의 세기 비가 얼마일 때 visibility가 가장 좋은가?
5. (20점) 굴절률이 A, B인 두 매질의 경계면에서 빛이 반사할 때, A -> B 로 입사하는 빛이 반사하는 경우와 B -> A 로 입사시 반사하는 경우를 생각해 보자. 경계면에서 반 사하는 순간 두 경우에서의 반사광 간에는 π 만큼 위상차가 생김을 Stokes relation을 유도하여 증명해 보아라.
6. (20점) 공기 중에 거울 두 개가 d 만큼 간격을 가지고 Fabry-Perrot cavity를 형성하고 있다. 이 cavity의 free spectral range가 다음과 같음을 증명해 보아라.
. (단, c는 광속임).********************************* 수고했습니다. ************************************
