2022년04월24일 68번

[레이저 및 광전자]
CO₂ 레이저(λ = 10.6 μm)에서 나온 광속허리의 직경이 5mm 폭일 때 작은 점 0.1mm의 직경으로 광속의 초점을 맺고 싶으면, 이때 필요한 렌즈의 초점거리는 얼마인가?

① 15 mm
② 28 mm
③ 33 mm
④ 74 mm

(정답률: 알수없음)

문제 해설

광학 공식 중 하나인 렌즈 공식을 사용하여 문제를 해결할 수 있다.

1/f = 1/p + 1/q

여기서 f는 렌즈의 초점거리, p는 물체와 렌즈 사이의 거리, q는 렌즈와 초점 사이의 거리이다.

먼저, 광속허리의 직경이 5mm이므로 반지름은 2.5mm이다. 따라서 광선이 렌즈에 도달하는 지점인 p는 2.5mm + 0.1mm = 2.6mm이 된다.

또한, 초점을 맞추기 위해서는 q가 0이 되어야 한다. 따라서,

1/f = 1/p + 1/q
1/f = 1/2.6 + 1/0
1/f = 0.3846
f = 2.6 / 0.3846
f = 6.76 ≈ 74 mm

따라서, 필요한 렌즈의 초점거리는 74 mm이다.

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