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GRE Subject Test · GRE Physics · 주제 3

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3:48

파동 및 광학

개별적으로 밝은 두 파동이 위상이 반대라면 한 지점에서 상쇄될 수 있습니다: 봉우리가 골과 만납니다. 이 주제는 중첩과 간섭…을 다룹니다.

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3.1

파동 및 광학

두 개별 밝기 파동이 위상이 서로 반대일 경우 한 지점에서 상쇄될 수 있다.

선행 지식: 16, 17, 18, 31, 32, 33.

  • 파동 중첩 및 간섭 분석
  • 회절, 편광 및 광학 영상 활용
  • 위상, 주파수 및 분산의 관계 설명
3.2

시스템 및 모델 선택

파동 진폭을 더한 후 강도를 계산한다. 같은 매질에서 강도는 진폭의 제곱에 비례한다.

3.3

지배 관계식 적용

경로 차이는 위상 차이 2πΔ/λ를 줍니다. 간섭성 있는 파원은 안정적인 상대 위상을 필요로 합니다.

3.4

조건 적용

단일 슬릿에서 극소점은 비영정수 m에 대해 a sin θ=mλ를 만족한다. 이중 슬릿은 다른 간섭 조건을 가진다.

3.5

결론 검증

기하광학에는 명시된 부호 규약이 필요하다. 슬릿 크기가 파장과 유사할 때 파동 효과가 중요하다.

3.6

풀이 방법

간섭성 있는 파동은 안정적인 위상차를 가진다. 제곱하기 전에 진폭을 먼저 더해야 한다.

$$I=I_1+I_2+2\sqrt{I_1I_2}\cos\delta.$$
For equal individual intensities I0 and a path difference of one quarter wavelength,
$$\delta=2\pi\Delta/\lambda=2\pi(\lambda/4)/\lambda=\pi/2.$$
$$I=2I_0(1+\cos\delta)=2I_0(1+\cos(\pi/2))=2I_0.$$
이는 최대값이나 최소값이 아니다. 무작위 상대 위상은 교차 항을 제거한다. 긴 시간 평균 시; 안정적인 간섭성은 물리적 조건이지 도면의 관습이 아니다.

강도가 위상차에 대한 두 동일한 코히런트 파: 4이 0 및 2π에서, 0이 π에서 *I = 2I₀(1 + cos φ): 동위상일 때는 한 파장의 4배, 반위상일 때는 0

3.7

조건 및 용어 확인

중앙 단일 슬릿 최대값은 최소값 조건에서 m=0로 두어 얻어지는 것이 아니다.

coherence(간섭성): 파동 간의 안정적인 위상 관계.

diffraction(회절): 슬릿이나 장애물에 의해 발생하는 파동의 퍼짐과 간섭 현상.

English 한국어
coherence/kəʊˈhɪərəns/ 간섭성
diffraction/dɪˈfrækʃn/ 회절
phase difference/feɪz ˈdɪfrəns/ 위상 차이

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