[광학기사 필기] 19년 1회차 기출문제 해설 페이지

공기 중에서 초점거리가 5cm, 얇은 렌즈 2개를 서로 밀착시켰을 경우, 이 렌즈계의 초점거리는?

2.5cm

5.0cm

7.5cm

10.0cm

한 물체가 곡률반경이 –6cm인 오목거울로부터 앞쪽으로 12cm가 되는 지점에 있을 때 거울에서 상까지의 거리는? (단, 거리는 모두 양(+)의 값을 가진다.)

2cm

3cm

4cm

5cm

그림과 같이 off-axis ray의 입사높이와 시야각에 따라 상평면상에 빛이 모이는 점이 변화하는 수차와 거리가 먼 것은?

구면수차

코마

왜곡수차

비점수차

렌즈의 버전스(vergence)에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

렌즈의 버전스는 빛을 모으거나 퍼지게 하는 능력을 말한다.

볼록렌즈는 음(-)의 버전스를 갖는다.

평행광은 무한대의 버전스를 갖는다.

볼록렌즈를 통과한 파면의 곡률 반경이 작을수록 버전스가 작다.

두께 1cm인 평행판 유리에 법선으로부터 0.1rad의 각도로 입사한 광이 유리를 통과할 때 출사광은 입사광의 연장선으로부터 얼마만큼 변위되는가? (단, 유리의 굴절률은 1.5 이다.)

0.15mm

0.33mm

0.67mm

1.50mm

다음 중 주경이 오목거울, 부경이 볼록거울로 구성된 망원경은?

뉴턴 망원경

공심형 망원경

그레고리형 망원경

카세그레인형 망원경

다음 그림에서 똑같은 렌즈 앞뒤를 바꾸어서 같은 광성은 입사시킬 경우 구면수차에 대한 설명으로 옳은 것은?

Ⅰ과 Ⅱ의 구면수차는 차이가 없다.

Ⅰ의 구면수차가 Ⅱ의 것에 비해 작다.

Ⅰ의 구면수차가 Ⅱ의 것에 비해 크다.

Ⅰ은 positive 구면수차이고, Ⅱ는 negative 구면수차이다.

다음 중 상을 상하좌우 반전시키는 프리즘이 아닌 것은?

슈미트(Schmidt) 프리즘

아미찌(Amici) 프리즘

펜타(Penta) 프리즘

이중 포로(double Porro) 프리즘

빛을 평면거울에 입사시킬 때, 평면거울을 10도 회전시키면 반사광은 얼마나 회전하겠는가?

0도

5도

10도

20도

꼭지각이 30°인 프리즘의 굴절률이 파란색 광선에 대해서는 1.65이고, 빨간색 광선에 대해서는 1.61이라면 두 파장 범위 내에서 각분산(angular dispersion)은?

1.31°

2.62°

3.38°

4.18°

어떤 오목거울의 앞 60cm의 위치에 물체를 놓았더니 물체 크기가 5배가 되는 실상이 생겼따면, 이 오목거울의 초점거리는 얼마인가?

30cm

40cm

50cm

60cm

다음 그림은 빛이 공기 중에서 굴절률이 다른 두 물질 속을 지나는 경로이다. 공기, 물질 Ⅰ, 물질 Ⅱ에서 빛의 속력을 c, c1, c2 라 할 때 다음 중 관계가 옳은 것은?

c ＞ c2 ＞ c1

c ＜ c2 ＜ c1

c ＜ c1 ＜ c2

c ＞ c1 ＞ c2

각각 +10D의 굴절능을 가진 두 개의 얇은 렌즈가 4cm 만큼 떨어져 있다. 만일 두 번째 렌즈로부터 초점까지의 거리가 3cm 라면 광학계의 제2주요면은 두 번째 렌즈로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는가?

3.25cm

3.55cm

4.35cm

4.65cm

경통길이(tube length)가 160mm인 현미경에서 초점거리가 20mm인 대물렌즈의 배율은 얼마인가?

4

8

20

40

초점거리가 10cm인 볼록렌즈의 좌측전방 5cm 인 곳에 물체가 놓여 있다. 상의 위치와 종류 중 옳은 것은?

렌즈의 좌측 10cm 인 곳에 정립허상이 생긴다.

렌즈의 우측 10cm 인 곳에 도립허상이 생긴다.

렌즈의 좌측 3.3cm 인 곳에 정립허상이 생긴다.

렌즈의 우측 3.3cm 인 곳에 도립허상이 생긴다.

얇은 렌즈에의해 그림과 같이 결상될 때 물체로부터 제1초점까지의 거리가 z, 제1초점거리가 f, 제2초점거리가 f′ 그리고 제2초점으로부터 상까지의 거리가 z′ 일 때 Newton의 방정식은?

zf = z′ f′

zf′ = z′ f

(z + f)f = (z′ + f′)f′

zz′ = ff′

그림과 같이 원래의 상이 찌그러진 상으로 나타나는 이유는 어떤 현상 때문인가?

코마

구면수차

왜곡수차

비점수차

공기 중에서 점광원의 빛을 구면수차 없이 한 점에 결상시키려면 경계면 반사경의 모양을 어떤 형태로 해야 하는가?

구면

포물면

타원체면

쌍곡면

공기 중에서 파장이 600nm인 빛이 굴절률 1.5인 매질 내로 입사하였을 때 매질 내에서의 파장(λ)과 진동수(f)의 값은?

λ = 400nm, f = 5×1014 Hz

λ = 400nm, f = 7.5×1014 Hz

λ = 900nm, f = 5×1014 Hz

λ = 900nm, f = 7.5×1014 Hz

투명한 물체의 굴절률을 실험적으로 측정하기 위해서 그 물체를 삼각형의 얇은 프리즘 모양으로 만들어서 이용하며 프리즘을 통과한 단색의 광선이 최소편의가 일어나는 상태가 되도록 조절한다. 이때 프리즘의 굴절률을 구하기 위해서 측정해야 할 것은?

입사각, 정각

최소편의각, 정각

입사각, 굴절각

최소편의각, 입사각

Na의 이중선(λ1 = 5895.9 Å, λ2 = 5890.0 Å)을 삼차 회절광에서 분리시키기 위해서는 격자 위에서 빛이 비추는 영역 안의 총 격자선이 몇 줄이어야 되는가?

333

500

999

1964

얇은 렌즈의 곡률반경이 R이고, 이 렌즈와 평판사이의 굴절률이 n인 뉴톤링 실험장치가 있다. 반사광에 의한 뉴톤링 무늬에서 첫 번째 어두운 무늬의 반경은 얼마인가? (단, 사용된 파장은 λ 이다.)

굴절률 1.5인 유리 표면에서의 반사를 방지하기 위하여 굴절률 1.38인 MgF2 으로 무반사 코팅을 하고자 한다. 550nm 파장의 광에 대한 반사가 최소이기 위한 박막의 최소 두께는 약 얼마인가?

917Å

996Å

1833Å

1993Å

지구에서 30억(3×109)km 떨어진 어떤 별이 중심파장이 500nm인 빛을 방출하고 있다. 망원경 앞에 이중슬릿을 놓고 간섭무늬가 없어질 때까지 슬릿사이 간격을 조절하여 횡코헤런스폭(transverse coherence width)이 6mm임을 알았을 때, 이별의 지름은 약 얼마인가?

4.5×107 km

1.5×106 km

6.1×105 km

3.1×105 km

다음 함수들 중 Fourier transform 하여도 형태가 변하지 않는 것은?

Gauss 함수

δ함수

Rectangular 함수

Circular 함수

다음 중 윤대판(zone plate)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

윤대판은 볼록렌즈의 역할을 할 수 있다.

윤대판은 빛의 프레넬 회절현상을 응용한 장치이다.

평면파와 구면파의 간섭으로 윤대판을 만들 수 있다.

윤대판의 연이은 동심원 사이의 간격은 입사되는 빛의 파장과 무관하다.

홀로그래피 방법으로 회절격자를 만들려고 할 때, 광원의 파장이 0.6μm 라면 격자 간격의 최솟값은 얼마인가?

0.3μm

0.6μm

0.9μm

1.2μm

다음 중 파장과 색깔이 잘못 연결된 것은?

480nm – 파란빛

650nm - 주황빛

550nm - 초록빛

590nm – 노란빛

Michelson 간섭계의 두 거울 중 한쪽 거울을 0.200mm 움직이는 동안에 이동되는 줄무늬를 800개 헤아렸다고 하면 빛의 파장은 얼마인가?

500nm

400nm

300nm

200nm

영(Young)의 이중 슬릿 실험에서 얻어지는 간섭무늬의 간격은 슬릿 간격과 슬릿 스크린 사이의 거리, 그리고 사용하는 빛의 파장에 의해서 결정된다. 다음 중 간섭무늬의 간격을 줄일 수 있는 경우는?

슬릿 간격을 넓힌다.

슬릿과 스크린 사이의 거리를 넓힌다.

파자이 큰 빛을 사용한다.

간격을 줄일 수 없다.

빛의 편광 방향이 편광기의 투과 방향으로부터 30° 회전되었을 때 빛의 투과율은 얼마인가?

12%

25%

50%

75%

파장이 600nm 인 빛이 1.2cm의 직경을 가진 초점거리 50cm인 볼록렌즈에 수직으로 입사되었을 때, Airy 디스크의 지름은 얼마인가?

6.1×10-6m

3.05×10-5m

1.22×10-4m

6.99×10-3m

점광원이 만들어 내는 파면의 모양은?

평면

원통면

구면

타원체면

위상변조를 이용하여 투명한 물체를 보는 방법은?

유형 인식 방법

쎄타(theta) 변조 방법

위상대비(phase contrast) 방법

홀로그램(hologram) 방법

굴절률이 n1인 매질에서 n2인 매질로 광파가 입사하고 있다. n1＞n2인 경우에 임계각의 표현방법은?

라디오파와 가시광선의 건물 모서리에 대한 회절현상을 바르게 기술한 것은?

라디오파의 파장이 더 길어 더 큰 회절을 보인다.

라디오파의 파장이 더 길어 더 작은 회절을 보인다.

가시광선의 파장이 더 길어 더 큰 회절을 보인다.

가시광선의 파장이 더 길어 더 작은 회절을 보인다.

폴라로이드 편광판(plastic sheet 형태)의 동작원리에 해당하는 것은?

레일리 산란

이색성

복굴절 효과

편광각 효과

코어의 굴절률이 1.48이고 클래딩의 굴절률이 1.46인 광섬유의 개구수(numerical aperture)는?

0.02

0.06

0.24

0.99

방해석에서 광축에 평행한 방향으로 진행하는 빛에 대한 설명으로 옳은 것은?

이상광선과 정상광선의 구별이 없다.

이상광선이 정상광선보다 느리게 진행한다.

이상광선이 정상광선보다 빠르게 진행한다.

이상광선과 정상광선이 분리된다.

광원의 주파수 선폭이 △ν = 108 Hz 일 때 대략적인 시간 가간섭성 길이(temporal coherence length)는?

30cm

3m

10cm

1m

태양의 색 온도는 약 5600K 이고 최대 방출 에너지의 파장은 약 500m 이다. 색 온도가 3200K 인 텅스텐 필라멘트에서 최대 에너지를 방출하는 빛의 파장은 얼마인가?

50nm

286nm

875nm

4690nm

카메라의 렌즈에는 무반사 코팅을 하여 피사체로부터 오는 빛의 반사를 막는다. 렌즈의 굴절률이 1.5, 코팅 재료의 굴절률은 1.3일 때, 가시광선의 중간 파장인 550nm에 대해 수직입사 시 무반사 코팅을 하고자 하면 코팅막의 최소 두께는 약 얼마인가?

92nm

106nm

184nm

212nm

다음 그림과 같이 점광원에서 나오는 복사 조도의 비율은 어떻게 변화하는가?

거리에 비례한다.

거리에 반비례한다.

거리의 제곱에 비례한다.

거리의 제곱에 반비례한다.

어떤 사진기의 렌즈 초점거리가 10cm, 구경이 2cm 일 때, 렌즈의 f 값은?

f/5

f/8

f/10

f/12

다음 중 원평관된 빛(circular polarized light)을 만드는 방법으로 옳은 것은?

선형 편광판을 통과시킨 다음에 사분파장판(quarter wave plate)을 통과시킨다.

선형 편광판을 통과시킨 다음에 반파장판(half wave plate)을 통과시킨다.

사분파장판을 통과시킨 다음에 선형 편광판을 통과시킨다.

반파장판을 통과시킨 다음에 선형 편광판을 통과시킨다.

가시광에서 유전상수(dielectric constant)가 2.5인 유리의 굴절률은 약 얼마인가?

1.46

1.5

1.54

1.58

레이저를 이용한 길이 측정법 중 가장 먼 거리를 측정할 수 있는 방법은?

회절법

헤테로다인 간섭법

빔(광속)변조법

광펄스왕복시간 측정법

사진기에서 Auto Focusing을 위한 렌즈의 거리 이동에 대한 설명으로 맞는 것은?

초점거리가 짧을수록 거리 이동량이 작아진다.

초점거리가 짧을수록 거리 이동량이 커진다.

광량이 많을수록 거리 이동량이 커진다.

광량이 많을수록 거리 이동량이 작아진다.

다음 중 광학매질이 복굴절성을 이용한 프리즘이 아닌 것은?

포로(Porro) 프리즘

로촌(Rochon) 프리즘

월라스톤(Wollaston) 프리즘

글렌-푸코(Clan-Foucault) 프리즘

가시광선의 파장 범위로 가장 적절한 것은?

110nm ~ 250nm

380nm ~ 780nm

790nm ~ 1050nm

1100nm ~ 1300nm

평면 거울을 각 a 만큼 회전시켰을 때 거울에서 반사되는 빛은 몇 도 회전하는가?

0

√2 a

a

2a

다음 그림에서 이동거울의 위치가 a지점과 b지점에 있을 경우 검출기에서 빛의 밝기가 가장 어두웠다고 하였을 때, a에서 b까지의 거리가 될 수 없는 것은? (단, 레이저(파장 = 600nm)를 이용한 간섭계이다.)

600nm

750nm

900nm

1200nm

현미경에서 대물렌즈의 배율이 Mo 이고, 접안렌즈의 배율이 Me 라면 이 현미경의 배율은?

대물렌즈의 초점거리가 500mm, 접안렌즈의 초점거리가 20mm인 천체 망원경의 배율은 몇 배인가?

10배

15배

25배

50배

현미경의 대물렌즈 경통에 10/0.25 이라고 쓰여 있다. 각각은 무엇을 표시하는가?

배율/N,A.

조리개 수/배율

초점거리/배율

배율/초점거리

망원경의 입사동은 어디에 있는가?

대물렌즈

접안렌즈

대물렌즈의 초점

접안렌즈의 초점

어떤 유리의 굴절률이 ηC = 1.6205, ηD = 1.6231, ηF = 1.6294로 주어져 있다. 이 초자의 분산력의 역수(ν)는 약 얼마인가?

80

75

70

65

그림과 같은 렌즈배열에서 첫 번째 렌즈(초점거리 f1)의 후방 초점 거리내에 오목렌즈(초점거리 f2)가 위치한 경우 이 렌즈군은 어떤 광학계로 사용될 수 있는가?

망원경

현미경

분광계

간섭계

광학유리의 굴절률에 관한 일시적 설명으로 맞는 것은?

자외선 영역에서 굴절률은 파장이 짧을수록 작다.

가시광선 영역에서 굴절률은 파장이 짧을수록 크다.

가시광선 영역에서 굴절률은 파장이 짧을수록 작다.

적외선 영역에서 굴절률은 파장에 무관하다.

초점기리 5mm인 접안렌즈와 초점거리 40mm인 대물렌즈로 현미경을 제작하였을 때, 광학경통의 길이가 160mm라면 이 현미경의 배율은 얼마인가?

10

100

200

400

He – Ne 레이저의 공진기의 길이가 10cm 일 경우 단일종모드의 간격(선폭)은?

1.0 GHz

1.5 GHz

2.0 GHz

2.5 GHz

석열결정의 Faraday효과를 이용하여 진동면을 45° 회전시키고자 한다. 석영의 베르데 상수는 상온 20℃에서 0.0166(min of arc gauss-1 cm-1)이다. 자기장을 105 gauss 의 세기로 걸어 주었을 때 석영의 두께는 약 얼마인가?

1.63cm

3.26cm

16.3cm

32.6cm

복굴절결정 내에서 빛이 진행할 때 복굴절 결정의 주요 단면(principal section)에 수직인 전기장 벡터를 갖는 광선을 무슨 광선이라 하는가?

정상광선

이상광선

s-광선

p-광선

TEM10 모드 레이저 빔은 Gaussian beam intensify 분포를 가진다. 평면파에 대한 Gaussian 빔의 특징을 올바르게 설명한 것은?

빔의 발산각이 크고, 집속 시 집속점의 직경이 작다.

빔의 발산각이 작고, 집속 시 집속점의 직경이 크다.

빔의 발산각이 작고, 집속 시 집속점의 직경이 작다.

빔의 발산각이 크고, 집속 시 집속점의 직경이 크다.

다음 중 이온 레이저를 대표하며 발진파장이 488nm인 레이저는?

아르곤 레이저

헬륨-네온 레이저

질소 레이저

이산화탄소 레이저

다음 물질 중 광학적으로 Biaxial 성질을 보여주는 것은?

수정

다이아몬드

방해석(Calcite)

토파즈(Topaz)

레이저가 출현하기 전까지 비선형 광학현상을 실험하기 어려웠던 이유로 옳은 것은?

결맞음 거리가 짧다.

파장을 준단일 파장으로 만들기 힘들다.

빛의 세기가 약하다.

비선형 결정을 얻기 힘들다.

다음 중 레이저 발진의 원리와 관계된 현상과 가장 관계가 없는 것은?

광 펌핑(optical pumping)

밀도 반전(population inversion)

유도 방출(stimulated emission)

형광(fluorescence)

렌즈를 사용하여 레이저광에 집속하는 경우 집속된 광속의 직경과 무관한 것은?

입사광속의 직경

입사광속의 위상

입사광속의 파장

집속렌즈의 초점거리

다음 중 레이저와 주요 발진 파장의 연결이 틀린 것은?

CO2 레이저 : 10.6 μm

루비 레이저 : 882 nm

ArF 엑시머 레이저 : 193 nm

He-Ne 레이저 : 632.8 nm

다음 중 Q-스위칭에 사용되지 않는 것은?

가포화 색소

전기광학 효과

자기광학 효과

음향광학 효과

다음 중 광섬유를 사용하는 광통신에 가장 적절한 레이저는?

Ar+ 레이저

N2 레이저

Xe-Cl 레이저

GaAs 레이저

파장이 각각 1.06μm, 1.5μm인 레이저 광을 비등방성 결정의 제2차 비선형 효과를 이용하여 합성할 때 합성된 광의 파장은 약 얼마인가?

0.96 μm

0.84 μm

0.62 μm

0.42 μm

다음 중 유기발광다이오드(OLED)의 장점이 아닌 것은?

화면에 잔상이 남지 않는다.

낮은 전압에서 구동이 가능하다.

다른 디스플레이 소자보다 수명이 길다.

넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖는다.

광속 직경이 2mm, 전퍼짐각(full divergence angle)이 △θ인 레이저 광속을 광속확대기를 사용하여 20mm의 직경을 가진 평행한 광속으로 확대하면 이 레이저의 전퍼짐각은 얼마가 되는가?

△θ/20

△θ/10

10△θ

20△θ

유도방출에 의한 레이저 광의 가간섭거리(coherence length)가 자연방출에 의한 빛의 가간섭거리보다 긴 이유로 옳은 것은?

레이저 작동 시 도플러 효과에 의해 선폭이 줄어들기 때문이다.

레이저 작동 시 도플러 효과에 의해 선폭이 늘어나기 때문이다.

레이저 작동 시 유도방출에 의해 이득이 손실보다 크기 때문에 선폭이 자연선폭보다 줄어든다.

레이저 작동 시 유도방출에 의해 이득이 손실보다 작기 때문에 선폭이 자연선폭보다 줄어든다.

임의의  방향으로 편광된 빛을 90도 회전된  방향으로 편광된 빛으로 바꾸기 위해 사용되는 소자는?

선형편광기(Linear polarizer)

반파장판(Half wave plate)

1/4 파장판(Quarter wave plate)

편광 빔 스플리터(Polarization beam splitter)

다음 중 고출력 레이저로서 금속 및 비금속 재료의 가공에 널리 쓰이는 것은?

Ar+ 레이저

Ruby 레이저

CO2 레이저

He-Cd 레이저

어떤 기체 레이저의 결맞음 시간(coherence time)이 10-3sec 이라면 결맞음 거리(coherence length)는 얼마인가?

1km

3km

30km

300km

N개의 광자가 비선형 결정을 지나면서 제3차 고조파 발생(third-order harmonic generation) 과정을 통하여 파장이 다른 광자로 손실 없이 완전히 변환되었다. 발생한 제3차 고조파의 광자 수는 몇 개인가?

N/3

N/2

N

3N