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굴절률이 2.0인 투명 기판 위에 두께 100 nm의 얇은 박막을 코팅… | [7급 국가직 물리학개론] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 물리학개론] 24년 1회차
굴절률이 2.0인 투명 기판 위에 두께 100 nm의 얇은 박막을 코팅한다. 코팅된 박막의 굴절률은 1.5이다. 단파장의 빛이 코팅된 기판에 일정한 세기로 수직 입사한다. 다음 중 투과광의 세기가 최대가 되는 빛의 공기 중 파장(nm)은? (단, 빛은 공기로부터 박막에 입사한다)
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200
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300
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400
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500
해설

투과광 세기가 최대가 되는 파장은 200 nm이다.

공기(1.0)→박막(1.5)→기판(2.0)으로 굴절률이 차례로 커져 두 반사면 모두 반파장 위상 반전이 생기므로, 반사가 상쇄(투과 최대)되는 조건은 2nd=(m+12)λ2nd=\left(m+\dfrac{1}{2}\right)\lambda이다.

2nd=2×1.5×100=300 nm2nd=2\times1.5\times100=300\ \mathrm{nm}
λ=300m+1/2=600, 200, 120, … nm\lambda=\dfrac{300}{m+1/2}=600,\ 200,\ 120,\ \ldots\ \mathrm{nm}

  • 300 nm: 2nd=λ2nd=\lambda로 반사가 보강되어 투과광은 오히려 최소가 된다.
  • 400 nm: 300/400=0.75300/400=0.75로 반정수 조건을 만족하지 않는다.
  • 500 nm: 300/500=0.6300/500=0.6으로 역시 조건을 만족하지 않는다.

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