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반사율 \rho, 투과율 \tau, 반지름 r인 완전 확산성 구형 글로… | 전기기사 실기 2019년 3회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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반사율 ρ\rho, 투과율 τ\tau, 반지름 rr인 완전 확산성 구형 글로브 중심에 광도 II의 점광원을 켰을 때 광속발산도 식을 표현하시오.
해설
점광원 광속이 글로브 내면에서 반사·투과를 거듭해 외부로 방사되는 광속발산도 R은

R=τIr2(1−ρ) [rlx]R = \dfrac{\tau I}{r^{2}(1-\rho)}\,[\mathrm{rlx}]

여기서 τ\tau=투과율, ρ\rho=반사율, rr=글로브 반지름, II=점광원 광도.


[해설]

글로브 안에서 빛이 반사를 거듭하므로, 밖으로 나가는 빛의 비율은 등비급수로 정리된다.
τ(1+ρ+ρ2+⋯ )=τ1−ρ\tau(1+\rho+\rho^{2}+\cdots)=\dfrac{\tau}{1-\rho}

점광원의 전광속 4πI4\pi I를 구 표면적 4πr24\pi r^{2}로 나누고 위 배율을 곱하면 광속발산도가 된다.
R=4πI4πr2×τ1−ρ=τIr2(1−ρ)R=\dfrac{4\pi I}{4\pi r^{2}}\times\dfrac{\tau}{1-\rho}=\dfrac{\tau I}{r^{2}(1-\rho)} [rlx]

투과율 τ는 한 번에 빠져나가는 몫이고, 반사율 ρ는 안으로 되돌아와 다시 부딪히는 몫이다. 반사율이 클수록 분모 1−ρ가 작아져 발산도가 커진다.

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