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강재 내에서 굴절된 종파가 90도로 되어 전부 반사하려면 아크릴 수지에… | [자기비파괴검사기능사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[자기비파괴검사기능사 필기] 16년 2회차
강재 내에서 굴절된 종파가 90도로 되어 전부 반사하려면 아크릴 수지에서의 입사각이 몇도 이여야 하는가? (단, 아크릴 수지 내에서 종파속도는 2730m/s, 강재내에서 종파속도는 5900m/s 이다.)
1
약 23.6도
2
약 27.6도
3
약 62.4도
4
약 66.4도
해설

강재 내 굴절파가 90도가 되려면 굴절각이 90도여야 하며, 이는 임계각(critical angle) 조건이다.

스넬의 법칙 n1sin⁡θ1=n2sin⁡θ2n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2에서 θ2=90°\theta_2 = 90°일 때,
sin⁡θc=v1v2\sin\theta_c = \frac{v_1}{v_2}이다.
여기서 v1=2730 m/sv_1 = 2730\text{ m/s}(아크릴 수지, 입사 매질), v2=5900 m/sv_2 = 5900\text{ m/s}(강재, 굴절 매질)이므로
sin⁡θc=27305900=0.4627\sin\theta_c = \frac{2730}{5900} = 0.4627
θc=arcsin⁡(0.4627)≈27.6°\theta_c = \arcsin(0.4627) \approx 27.6°이다.

따라서 아크릴 수지에서의 입사각은 약 27.6도여야 한다.

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