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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 23년 1회차
그림 (가)는 광섬유의 코어와 클래딩을 나타낸 것이고, (나)는 단색광이 매질 A에서 B, C로 진행하는 모습을 나타낸 것이다. θ2>θ1>θ3\theta_2>\theta_1>\theta_3이다. A ~C 중 2개를 선택하여 광섬유를 만들 때, 광섬유의 코어와 클래딩의 재료를 옳게 연결한 것은? (단, A, B, C는 코어와 클래딩으로 사용 가능한 물질이다)

코어 클래딩
문제 이미지
1
A B
2
B C
3
C A
4
C B
해설

코어는 B, 클래딩은 C로 연결해야 한다.

광섬유에서 전반사가 일어나려면 코어의 굴절률이 클래딩보다 커야 한다. 빛이 굴절률이 큰 매질로 들어가면 법선 쪽으로 꺾여 경계면과 이루는 각이 커진다.

A에서 B로 갈 때 θ2>θ1\theta_2 > \theta_1이므로 B가 A보다 굴절률이 크고, B에서 C로 갈 때 θ3<θ2\theta_3 < \theta_2이므로 C가 B보다 작다. 또 θ1>θ3\theta_1 > \theta_3이므로 A가 C보다 크다. 따라서 nB>nA>nCn_{\mathrm{B}} > n_{\mathrm{A}} > n_{\mathrm{C}}이다.

  • 코어 A, 클래딩 B: 코어의 굴절률이 클래딩보다 작아 전반사가 일어나지 않는다.
  • 코어 C, 클래딩 A: 굴절률이 가장 작은 C를 코어로 쓸 수 없다.
  • 코어 C, 클래딩 B: 마찬가지로 코어의 굴절률이 클래딩보다 작다.

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