광학기사 2022년 1회 기출문제

2022-04-24 시행 · 71문항

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1번

종구면 광선수차의 크기와 광이 렌즈에 입사한 점의 광축에 서 높이 h와의 관계로 옳은 것은?

① h2에 비례
② h에 비례
③ h3에 비례
④ h1/2에 비례

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정답 ①

2번

굴절률이 1.5, 양면의 곡률반경이 10cm로 동일한 얇은 양볼 록 렌즈의 굴절능(power)은?

① +1.5 D
② +10 D
③ +15 D
④ +30 D

정답 확인

정답 ②

3번

굴절률 1.5인 유리로 제작한 초승달 모양의 오목렌즈 (negative meniscus)의 곡률반경 r1과 r2가 각각 50cm, 25cm 이고, 렌즈의 왼쪽은 공기, 오른쪽은 기름일 때 오목렌 즈의 굴절능은 얼마인가? (단, 기름의 굴절률은 1.6 이며, 렌 즈는 얇은 렌즈로 가정하여 계산한다.)

① -1.4 디옵터
② +1.4 디옵터
③ -3.4 디옵터
④ +3.4 디옵터

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정답 ②

4번

간섭계를 사용하여 측정된 광학계의 파면오차와 간섭무늬가 다음과 같을 때, 가장 관련 있는 수차는?

① 코마
② 구면수차
③ 상면만곡
④ 비점수차

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정답 ④

5번

초점거리 10cm인 렌즈의 왼쪽 12cm인 거리에 물체가 놓여 있다. 초점거리 12.5cm인 두 번째 렌즈가 첫 번째 렌즈의 오 른쪽 20cm 거리에 있을 때 상의 횡배율은 얼마인가?

① 1.09
② 1.19
③ 1.29
④ 1.39

정답 확인

정답 ②

6번

굴절능이 +6 디옵터인 크라운 렌즈의 색수차를 제거하기 위 해서 플린트 렌즈와 결합시켰다. 이 플린트 렌즈의 굴절능은? (단, 크라운 렌즈의 아베수는 60이고, 플린트 유리의 아베수 는 30 이다.)

① -1 디옵터
② -3 디옵터
③ -6 디옵터
④ -9 디옵터

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정답 ②

7번

상측 NA가 0.5인 원형개구 무수차 광학계에서 파장 0.55μm 인 빛으로 결상할 때, Rayleigh 기준에 따른 공간분해능 한계 는?

① 0.5 μm
② 0.55 μm
③ 1.1 μm
④ 0.67 μm

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정답 ④

8번

n = 1.5, v = 64, f = 10cm 일 때, 페츠발(Petzval) 곡률 반 경은?

① -10cm
② -13cm
③ -15cm
④ -20cm

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정답 ③

9번

두 점 A와 B가 12cm 떨어져 있을 때 두 점 사이를 굴절률 이 1.5인 액체로 채운다면 B에 있는 관측자에게 A는 얼마나 떨어져 있는 것으로 보이는가?

① 8cm
② 10.5cm
③ 12cm
④ 18cm

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정답 ①

11번

출사동이 무한대에 있는 상측 텔레센트릭 광학계로 구성하 고자 할 때, 조리개가 설치되어야 하는 위치는?

① 렌즈의 상측 초점
② 렌즈의 물체측 초점
③ 횡배율이 +1이 되는 상점
④ 횡배율이 +1이 되는 물체점

정답 확인

정답 ②

12번

직경 50mm, 초점거리 25cm인 렌즈가 평행으로 입사하는 빛에 대해 3mm의 종구면수차를 가지고 있다면 횡구면수차 는?

① 0.2mm
② 0.3mm
③ 0.4mm
④ 0.5mm

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정답 ②

13번

두 개의 렌즈로 이루어진 광학계에서 F1, F2는 초점이다. 0 의 위치에 그림과 같이 물체를 두면 어떻게 되는가?

① 도립, 실상, 축소
② 도립, 허상, 축소
③ 직립, 실상, 확대
④ 직립, 허상, 확대

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정답 ①

14번

곡률반경이 각각 r1 = -15cm, r2 = -5cm 인 구면으로 만 들어진 렌지의 형태계수를 구하면 얼마인가?

① +2
② +3
③ -2
④ -3

정답 확인

정답 ③

15번

광선이 크라운 유리 표면에 50°의 입사각으로 입사한다. 이 때 굴절광의 각도 r은? (단, 크라운 유리의 굴절률은 1.5 이 다.)

① 28.3°
② 30.7°
③ 33.0°
④ 35.0°

정답 확인

정답 ②

16번

굴절률이 1.5인 유리에서 굴절률이 1.3인 물로 빛이 진행할 때 전반사가 일어날 수 있는 임계각은?

① 30°
② 41°
③ 45°
④ 60°

정답 확인

정답 ④

17번

두 평면거울이 서로 45°의 각을 이루고 있다. 이들 사이에 한 물체가 놓여 있을 때 적당한 위치에서 볼 수 있는 상은 최대 몇 개인가? (단, 물체가 두 거울의 각의 이등분선상에 있을 필요는 없다.)

① 4
② 5
③ 6
④ 7

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정답 ④

18번

3cm 크기의 물체가 곡률반경 20cm인 볼록거울 앞 20cm 지점에 있을 때, 상의 위치와 특성은?

① 거울 꼭지점 앞 6.67cm 지점, 정립 실상
② 거울 꼭지점 앞 6.67cm 지점, 정립 허상
③ 거울 꼭지점 뒤 6.67cm 지점, 도립 실상
④ 거울 꼭지점 뒤 6.67cm 지점, 정립 허상

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정답 ④

19번

광축상(on-axis)에서만 생기는 수차는?

① 코마수차
② 비점수차
③ 왜곡수차
④ 구면수차

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정답 ④

20번

정상적인 사람의 눈에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 홍채는 조리개 역할을 한다.
② 물체가 가까워지면 시야각이 작아진다.
③ 수정체가 곡률반경을 조절하여 초점을 맞춘다.
④ 두 눈이 만드는 광각에 의해 원근을 알 수 있다.

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정답 ②

22번

그림과 같은 삼각형의 유리 프리즘에 백색광을 입사시킬 때, 프리즘을 통과한 후 색의 배열이 옳은 것은?

① ㉠ : 보라색, ㉡ : 녹색, ㉢ : 적색
② ㉠ : 녹색, ㉡ : 보라색, ㉢ : 적색
③ ㉠ : 보라색, ㉡ : 적색, ㉢ : 녹색
④ ㉠ : 적색, ㉡ : 녹색, ㉢ : 보라색

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정답 ④

23번

파장 0.5μm의 광원으로부터 0.5m 떨어진 곳에 놓인 직경 0.5mm의 원형동공(circular aperture)이 광축에 수직으로 놓 여 있다. 이 동공을 투과한 광의 강도가 최대인 곳은 동공 으로부터 얼마 떨어진 광축상의 점인가?

① 1/6 m
② 1/3 m
③ 1 m
④ 2 m

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정답 ①

24번

너비 a인 단일슬릿에 500nm 파장의 빛을 통과시켰다. 슬릿 의 중심으로부터 θ = 30°에서 첫 번째 극소(어두운무늬)가 나타나기 위한 a값은 얼마인가?

① 0.25μm
② 0.58μm
③ 1.00μm
④ 2.00μm

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정답 ③

26번

두 개의 론치 격자(Ronchi grating)를 겹치면 무아레 무늬를 관찰할 수 있다. 이 무늬에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 백색광에서도 무늬를 볼 수 있다.
② 격자면의 변형을 측정할 수 있다.
③ 유리의 공간적 굴절률의 변화를 알 수 있다.
④ 격자를 회전시키면 무늬 간격이 변화한다.

정답 확인

정답 ③

27번

굴절률이 3.5인 유전체 표면에 공기로부터 빛이 수직 입사 하는 경우 표면에서 빛에 대한 반사도는 얼마인가?

① 0.04
② 0.08
③ 0.31
④ 0.56

정답 확인

정답 ③

28번

물체로부터 출발한 광파의 파면형태를 기준으로 홀로그램을 구분할 때 렌즈에 의해서 물체의 실상이 맺히는 위치에 건 판을 두어 기록한 홀로그램은?

① Fresnel 홀로그램
② Image 홀로그램
③ Fourier transform 홀로그램
④ Lensless fourier transtorm 홀로그램

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정답 ②

29번

세기가 I(x) = 5sin 5x + 20 으로 표현되는 일차원 공간상 의 간섭무늬가 있다. 이 간섭무늬의 가시도(visibility)는 얼마 인가?

① 1/8
② 1/4
③ 1/2
④ 1

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정답 ②

31번

파장이 0.514 μm인 Ar+ 레이저를 이용하여 홀로그래픽 회 절격자를 만들려고 한다. 두 레이저광이 60°의 각도로 필름 면에 대칭 입사하는 경우 만들어진 격자의 홈 간격은?

① 2.97 × 10-7 m
② 5.14 × 10-7 m
③ 2.97 × 10-6 m
④ 5.14 × 10-6 m

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정답 ②

32번

홀로그래피는 레이저가 발명된 후 급속히 발전되었다. 이는 레이저의 어떤 성질 때문에 기인하는 것인가?

① 직진성
② 결맞음
③ 고휘도
④ 집속성

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정답 ②

33번

영(Young)의 이중 슬릿 실험을 물 속에서 수행하면, 공기 중에서 수행할 때와 비교하여 간섭 무늬 사이의 간격은 어 떻게 변하는가?

① 좁아진다.
② 넓어진다.
③ 변함없다.
④ 좁아지는 부분과 넓어지는 부분이 모두 존재한다.

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정답 ①

34번

파장 633nm의 헬륨-네온 레이저 광속을 간섭시켜서 홀로그 래픽 평면 회절격자를 제작하려고 한다. 1mm당 1000개의 격자선(groove)을 갖는 격자를 얻으려면 두 간섭광파 사이 의 각도를 얼마로 유지시켜야 하는가?

① 22°
② 37°
③ 42°
④ 57°

정답 확인

정답 ②

37번

반사율이 99%인 평면거울로 길이가 10cm 인 패브리-페롯 (Fabry-Perot) 간섭계를 만든 경우, 중심파장이 500nm인 광에 대해서 얼마의 파장 차이를 분해할 수 있는가?

① 1.3nm
② 1.4nm
③ 1.5nm
④ 1.6nm

정답 확인

정답 ④

39번

다음 중 파면분할을 이용한 것은?

① 영(Young)의 이중 슬릿
② 마이켈슨(Michenlsom) 간섭계
③ 마흐젠더(Mach-Zehnder) 간섭계
④ 트와이만-그린(Twyman-Green) 간섭계

정답 확인

정답 ①

40번

그림과 같이 평면유리 위에 plano-convex lens를 올려놓고 위에서 λ의 파장을 갖는 광을 쬐여 줄 때, 형성되는 간섭무 늬를 Newtons ring이라 한다. 간섭무늬의 첫 번째 어두운 부분까지의 반경이 1mm라면 사용된 광원의 파장은? (단, plano-convex lens의 곡률반경은 4m 이다.)

① 250nm
② 450nm
③ 500nm
④ 550nm

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정답 ①

41번

레어지와 그 레이저에서 밀도 반전(population inversion)을 일으키는 방법의 연결이 틀린 것은?

① 루비 레이저 - 전류 주입
② 불화수소 레이저 – 화학 반응
③ 티타늄 사파이어 레이저 - 광펌핑
④ 아르곤 레이저 – 전자와 원자의 충돌

정답 확인

정답 ①

42번

다음 중 자동시준기(auto collimator)를 이용하여 측정할 수 없는 것은?

① 정반의 평면도
② 공작기계의 진직도
③ 게이지블록의 거칠기
④ 각도게이지 블록의 각도

정답 확인

정답 ③

43번

어떤 사람 눈의 도수가 59 디옵터일 때 눈의 초점거리는 약 얼마인가?

① 8mm
② 17mm
③ 29mm
④ 59mm

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정답 ②

44번

방해석(calcite)을 통과하는 빛에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

① 방해석을 진행하는 빛은 편광상태에 관계없이 진행속도 가 일정하다.
② 정상광선(ordinary ray)의 전기장의 진동방향은 광축과 나란하다.
③ 방해석의 광축과 나란하게 진행하는 광선은 복굴절 현상 을 보이지 않는다.
④ 방해석의 복굴절 현상은 방해석의 이방성에 기인한 것으 로 빛의 편광상태와는 무관하다.

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정답 ③

45번

nF = 1.58208, nd = 1.57250, nc = 1.56861 인 유리의 아 베수(Abbe numbers)는 약 얼마인가?

① 42.2129
② 42.5019
③ 43.2129
④ 43.5214

정답 확인

정답 ②

46번

크기가 큰 대부분의 복사 광원의 방사 각도에 따른 복사휘 도 세기 J에 관한 람베르트(Lambert) 법칙을 근사적으로 표 현할 수 있다. 다음 중 람베르트(Lambert) 법칙으로 옳은 것은?

① Jθ = J0 sinθ
② Jθ = J0 cosθ
③ Jθ = J0 sin2θ
④ Jθ = J0 cos2θ

정답 확인

정답 ②

47번

다음 중 광선의 방향을 바꾸기 위하여 만들어진 프리즘이 아닌 것은?

① 포로(Porro) 프리즘
② 펜타(Penta) 프리즘
③ 월라스톤(Wollaston) 프리즘
④ 코너큐브(Corner-cube) 프리즘

정답 확인

정답 ③

48번

초점거리가 10cm, 굴절률이 1.6, V수가 64인 단일렌즈에 대한 Petzval 조건이 만족될 곡률반경 R은?

① 8cm
② 16cm
③ 24cm
④ 32cm

정답 확인

정답 ②

50번

광학 유리의 제조공정 중 ( ) 안에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

① 냉각형 주입
② 결정화
③ 여과
④ 연마

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정답 ①

51번

다음 중 결정의 비선형성(non-linearity)과 관련이 있는 현상 은?

① 복굴절(birefringence)
② 광활성도(optical activity)
③ 패러데이 회전(Faraday rotation)
④ 2차 조화파 발생(second hamonic generation)

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정답 ④

52번

눈의 조절작용을 통하여 초점거리가 25cm인 확대경으로 물 체를 본다면 몇 배의 각배율로 물체가 보이는가?

① 1배
② 2배
③ 3배
④ 4배

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정답 ②

53번

다음 중 구면계(spherometer)를 이용하여 측정할 수 있는 것은?

① 조명도 측정
② 프리즘의 굴절률 측정
③ 구면체의 곡률반경 측정
④ 시료의 파장별 투과율 측정

정답 확인

정답 ③

54번

복사계측학(Radiometry)에서 에너지 전달율인 파워(Power) 의 기본 단위인 와트(Watt)에 대응하는 측광학(Photometry) 의 단위는?

① 럭스(lux)
② 줄(Joule)
③ 루멘(lumen)
④ 람베르트(lambert)

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정답 ③

55번

평행광선이 수정체를 통과한 후 망막 앞에 상이 생겨 망막 에서의 초점이 흐려지는 눈의 굴절이상의 명칭과 교정방법 이 옳은 것은?

① 근시, 볼록렌즈를 이용하여 교정
② 근시, 오목렌즈를 이용하여 교정
③ 원시, 볼록렌즈를 이용하여 교정
④ 원시, 오목렌즈를 이용하여 교정

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정답 ②

56번

완전히 비평광된(unpolarized) 빛이 굴절률 1.5인 유리에 브 루스터 각(Brewster’s angle)으로 입사하였을 때의 설명으로 옳지 않은 것은?

① 입사각과 굴절각의 합은 90° 이다.
② 입사각은 약 56° 이다.
③ 반사된 빛은 입사평면에 수직인 방향으로 완전히 편광되 어 있다.
④ 굴절된 빛은 완전히 비편광되어 있다.

정답 확인

정답 ④

57번

분광 광도계(Spectrophotometer)에 관한 설명으로 옳지 않 은 것은?

① 유체나 고체의 굴절률을 측정한다.
② 분광 광도계는 반드시 적분구를 사용해야 한다.
③ 박막형태 시편의 반사율을 측정한다.
④ 박막형태 시료의 굴절률 및 소광계수의 스펙트럼을 측정 한다.

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정답 ②

58번

광축에 평행하게 입사한 상면 조도에 대해, 광축과 θ의 각 도를 이루며 입사하는 빛에 의한 상면 조도의 비율로 옳은 것은?

① cos2θ
② cosθ
③ cos3θ
④ cos4θ

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정답 ④

59번

다음 중 가시광선 영역에 속하는 것은?

① 2.34×1014 Hz
② 360 Å
③ 500 μm
④ 630 nm

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정답 ④

60번

60° 프리즘을 이용한 프리즘 분광기의 분해능을 높이기 위 해서는 어떤 프리즘을 사용해야 하는가?

① 분산이 크고 밑변의 길이가 긴 프리즘
② 분산이 크고 밑변의 길이가 짧은 프리즘
③ 분산이 작고 밑변의 길이가 긴 프리즘
④ 분산이 작고 밑변의 길이가 짧 프리즘

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정답 ①

61번

파장 500nm의 laser에서 측정된 beam waist 의 반지름 w 가 31.83μm 발산각 θ가 10 mrad 일 때, 이 레이저의 M2-factor는 약 얼마인가?

① 1
② 2
③ 10
④ 20

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정답 ②

62번

CO2 레이저가 높은 효율로 발진할 수 있는 주원인으로 틀 린 것은?

① 레이저 준위가 거의 바닥상태에 있어 원자 양자효율이 높기 때문이다.
② 전자충돌로 여기된 CO2 분자는 점점 낮은 여기 상태로 천이되어 대부분이 장수명 준위 (001)에 모이는 경향이 있기 때문이다.
③ 방전에 의해 여기된 N2 분자의 대부분이 CO2 분자의 장 수명 준위와 공명할 수 있는 제1여기상태에 모이는 경향 이 있기 때문이다.
④ CO2 분자는 3개의 원자로 구성되어 있으며, 원자들이 내 부진동을 하는 진동모드가 1개 밖에 없기 때문이다.

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정답 ④

63번

결정구조를 지닌 재료 중 광학적으로 단축(uniaxial) 성질을 보여주는 것은?

① Cubic 구조
② Hexagonal 구조
③ Monoclinic 구조
④ Orthorhombic 구조

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정답 ②

64번

레이저 공진기(resonator)의 두 거울의 반사율이 각각 99% 이고 길이가 0.5m 일 때 단일 모드로 공진 시 선폭은 약 몇 kHz 인가?

① 95 kHz
② 190 kHz
③ 380 kHz
④ 950 0

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정답 ④

65번

광전효과에 대한 설명 중 틀린 것은?

① 전자파의 양자화 된 입자성에 의해 설명이 가능하며 파 동성으로는 설명할 수 없다.
② 어떤 주파수 이상의 전자파를 금속에 조사시키면 그 표 면에서 전자가 방출되는 현상이다.
③ 외부에서 전압을 가하면, 그 전압은 전자의 최대 운동 에너지에 추가되므로 억제전위의 증가에 따라 방출되는 전자의 운동에너지는 증가된다.
④ 광전효과에 대한 금속의 임계 전압은 전자파의 강도에 무관하므로 매우 약한 강도의 광선에서도 광전 효과를 관찰할 수 있다.

정답 확인

정답 ③

66번

다음 사진과 같은 에너지 공간 분포를 가지는 레이저의 공 간 모드는?

① TEM22
② TEM11
③ TEM40
④ TEM21

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정답 ②

67번

전기광학(Electro-optic) Q-스위치에 쓰이는 재료가 아닌 것은?

① Benzene
② Fused Silica
③ Nitrotoluene
④ Nitrobenzene

정답 확인

정답 ②

68번

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

정답 확인

정답 ④

69번

광섬유 통신에서 레이저 광원의 빛을 광섬유 속으로 많이 입사시키기 위해서는 발산 각이 크지 않은 거이 좋다. 빔 허리반경(radiusof beam waist)이 25μm이고 파장이 633nm 인 헬륨-네온 레이저를 사용할 경우 가우스 광속의 발산 각 을 구하면 얼마인가?