본문 바로가기

PHYSICS/Optics

 (13)
[Section 3] 기하 광학의 시스템 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 미지의 광학 광학은 빛을 기술하는 학문으로 기원전부터 현재까지도 꾸준히 연구되어왔지만 아직까지 정확히 무엇이다라고 이야기할 수 없는 성질을 가지고 있다. 현재 빛은 맥스웰 방정식을 hookspedia.tistory.com INTRO 기하광학은 빛을 광선(ray)으로 근사하여, 광선의 진행 경로에 따라서 굴절, 투과, 그리고 반사 현상을 기술하는 학문이다. 광선이 어떤 광학 시스템을 투과하면 광선의 진행 경로가 달라지는데, 기하광학에서의 광학 시스템과 특징을 알아보도록 하자. 곡면 광학 시스템 광선이 유리와 같은 비정질 고체 물질로 투과하면, 굴절률의 정도에 따라 속도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 굴절률이 작은 매질에서 높은 매질로 투과할 때, 광..
[Section 4] 원형 편광 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 파동의 기술 [A] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [B] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 일차원 파동 방정식 [C] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동함수의 용어 [D] [PHYSICS/Optics] - [.. hookspedia.tistory.com 0. INTRO 앞에서는 두 전자기 파동의 위상이 같을 때의 합성된 빛이 선형으로 편광 되어있다는 사실을 배웠다. 만약, 두 전자기 파동의 위상이 정확히 반파장만큼 차이가 난다면, 두 파동의 합성은 어떻게 될까? 1. 원형 편광(Circular Polarization) 다음과 같이 위상이 정확히 π /4 만큼 ..
[Section 4] 선형 편광 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 파동의 기술 [A] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [B] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 일차원 파동 방정식 [C] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동함수의 용어 [D] [PHYSICS/Optics] - [.. hookspedia.tistory.com 0. INTRO 안에서는 바깥을 볼 수 있지만, 바깥에서는 안을 볼 수 없는 유리창을 본 적이 있는가? 이 현상처럼 빛을 기하학적인 광선으로 표시하는 기하광학으로는 절대로 설명할 수 없는 빛의 성질들 중 하나로 대표적인 예가 편광 개념이다. 전자기 파동의 빛은 3차원 공간에서 그 전기장의 진동 축을 벡터로 표시..
[Section 5] 두 전자기 파동의 간섭 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 파동의 기술 [A] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [B] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 일차원 파동 방정식 [C] [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동함수의 용어 [D] [PHYSICS/Optics] - [.. hookspedia.tistory.com 0. INTRO 파동은 중첩의 원리에 따라서 많은 파동이 중첩된 상태로 있다는 것을 이전에 배웠다. 하지만 파동의 위상에는 위치정보만이 있는 것이 아니고 그 파동의 진동과 관계된 위상도 존재한다. 중첩된 파동들에서 이 진동이 다르다면, 그 파동이 전파함에 따라 그 양상은 복잡해진다. 그렇다면 전자기 파동에서 진..
[Section 2] 광선의 반사와 굴절 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 미지의 광학 광학은 빛을 기술하는 학문으로 기원전부터 현재까지도 꾸준히 연구되어왔지만 아직까지 정확히 무엇이다라고 이야기할 수 없는 성질을 가지고 있다. 현재 빛은 맥스웰 방정식을 hookspedia.tistory.com INTRO 광선은 빛을 선으로 간단히 표시한 기하광학의 부분으로 진행하는 파면과 수직 한 특성을 지닌다. 이 광선을 따라 굴절률이 다른 물질의 경계에 도달하는 순간 빛은 반사와 굴절이라는 현상을 보인다. 이전의 강의에서 후방으로 산란하는 빛을 반사라고 배웠다. 그렇다면 굴절하는 빛은 무엇인가? 반사(Reflection) 내부 반사와 외부 반사 빛은 굴절률에 따라서 그 속도가 달라진다는 특성을 가지고 있다. 빛을 광선으로 나타내면, 다음과 같이..
[Section 2] 레일리 산란 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 미지의 광학 광학은 빛을 기술하는 학문으로 기원전부터 현재까지도 꾸준히 연구되어왔지만 아직까지 정확히 무엇이다라고 이야기할 수 없는 성질을 가지고 있다. 현재 빛은 맥스웰 방정식을 hookspedia.tistory.com INTRO 공기를 통과하는 빛은 전파함에 따라서 공기 분자를 진동시키게 되는데, 이때 빛의 재방출 현상이 나타난다. 공기 분자들의 크기에 따라서 재방출되는 빛의 파장이 달라지는 것을 레일리 산란이라고 부른다. 레일리 산란(Rayleigh Scattering) A. 하늘이 파란 이유 앞서 소개했듯이, 전파하는 빛은 산란 현상을 보인다. 이때, 재방출된 빛의 주파수가 전파하는 빛 주파수와 동일하면 탄성적으로 산란된 빛이라고 한다. 분자들의 움직임..
[Section 1] 평면파 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 물결파와 같은 현실의 파동은 대체로 3차원 파동이다. 3차원 파동은 x, y, z 축의 위치정보를 시간에 따라 표현해야 할 것이다. 이러한 복잡한 파동식을 간단하게 전개해줄 수 있는 평면파에 대해서 알아보도록 하자. 3차원 공간의 파동 함수 평면파의 의미 전파 상수(Propagation Constant)는 항상 일정한 상수값을 나타낸다. 파동이 전파..
[Section 1] 파동의 복소수 표현 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 복소수는 2차원 평면으로 나타낼 수 있다. 가상 영역(Imagnary Part)과 실제 영역(Real Part)이 두 평면의 축이다. 그렇다면 두 축을 이용하여 파동을 기술할 수 있지 않을까? 또, 그렇게 기술한다면 장점은 무엇인가? 파동의 복소수 표현에 대해 알아보자. 복소수와 오일러 공식 복소수 평면에 r 벡터가 있다고 가정하자. 극좌표계로 표현..
[Section 1] 중첩의 원리 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 파동 방정식은 미분방정식으로 파동을 나타낸 것이다. 이를 통해서 미분 방정식의 특성 중 하나인 중첩의 원리(The Superposition Principle)가 그대로 적용된다. 현실에서의 파동 또한 중첩의 원리가 성립하는 것처럼 보인다. 이 중첩의 원리에 대해 자세히 알아보자. 중첩의 원리(The Superposition Principle) 파동 ..
[Section 1] 위상과 위상속도 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 위상은 파동의 위치 정보를 표현하는 아주 유용한 방법이다. 왜냐하면 관찰자의 시간과 위치에 따라서 파동의 형태가 제각기 다른 모습을 보이기 때문이다. 이번에는 위상과 초기 위상에 대해 알아보고, 파동의 속도를 나타내는 방법을 알아보자. 위상과 초기 위상 (Phase and Initial Phase) 위상은 파동 함수의 모든 변수를 포함하는 상수이다...
[Section 1] 파동함수의 용어 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 파동 함수 또한 현상을 이해하기 위해 인간이 만들어낸 언어이다. 파동 함수를 기술하기 위한 용어를 배워보자. 파동 함수와 사인 함수 파동 함수는 삼각함수로 표현이 가능하다. 그 형태와 성질이 유사하기 때문이다. 먼저, 시간 t를 0으로 고정시킬 때 파동 함수는 A sin kx와 같은 형태로 묘사 가능하다. - 이때, A는 파동의 진폭(Amplitud..
[Section 1] 일차원 파동 방정식 광학 목차 보기 [Intro] 광학 미리보기 Section 1 2021.04.28 - [PHYSICS/Optics] - [Section 1] 파동 이야기 [Section 1] 파동 이야기 0. INTRO 우리가 살아가는 이 공간은 매질을 통해서 에너지를 전달하고, 그 형태는 파동이다. 물결파, 소리, 심.. hookspedia.tistory.com INTRO 장 르 롱 달랑베르(Jean Le Rond d’Alembert)는 프랑스의 수학자이자 물리학자이며, 또한 철학자 이기도 하다. 여러 분야에 업적을 세운 훌륭한 과학자로서, 1747년에 그는 파동 방정식과 그 해를 처음으로 언급한 논문을 출판했다고 한다. 일차원 파동 방정식( One-dimensional differential wave equation..

티스토리툴바