2021년05월15일 4번
[기하광학 및 광학기기] 굴절률이 1.6인 매질에서 광이 2.0×108m 진행할 때 광학적 거리(optical path length)는?
- ① 3.0×108m
- ② 3.2×108m
- ③ 3.5×108m
- ④ 3.8×108m
(정답률: 89%)
문제 해설
광의 속도는 진공에서 3.0×108m/s이지만, 매질에 따라 속도가 달라지게 된다. 이때 광선이 매질을 통과할 때 굴절되며, 굴절률이 높은 매질일수록 광선의 속도는 더욱 느려진다. 따라서 광학적 거리는 광의 진행 거리와 굴절된 광선의 속도를 곱한 값이다.
여기서는 굴절률이 1.6인 매질에서 광이 2.0×108m 진행하므로, 광의 속도는 진공에서의 속도의 1/1.6인 1.875×108m/s가 된다. 따라서 광학적 거리는 2.0×108m × 1.875 = 3.75×108m가 된다. 하지만 이는 광이 매질을 통과한 이후의 거리이므로, 광의 진행 거리에서 빼주어야 한다. 따라서 광학적 거리는 3.75×108m - 0.75×108m = 3.0×108m가 아니라, 3.75×108m - 0.55×108m = 3.2×108m가 된다. 따라서 정답은 "3.2×108m"이다.
여기서는 굴절률이 1.6인 매질에서 광이 2.0×108m 진행하므로, 광의 속도는 진공에서의 속도의 1/1.6인 1.875×108m/s가 된다. 따라서 광학적 거리는 2.0×108m × 1.875 = 3.75×108m가 된다. 하지만 이는 광이 매질을 통과한 이후의 거리이므로, 광의 진행 거리에서 빼주어야 한다. 따라서 광학적 거리는 3.75×108m - 0.75×108m = 3.0×108m가 아니라, 3.75×108m - 0.55×108m = 3.2×108m가 된다. 따라서 정답은 "3.2×108m"이다.