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물리

CD표면에 반사된 백색광의 회절격자 아래  참고자료1의 소스코드에서 힌트를 얻고, 앞서 빛의 회절과 간섭의 내용과 이어지는 포스팅입니다. 회절격자(diffraction grating)는 광원을 분석하는 데 유용한 기구로서, 일정한 간격의 많은 평행한 슬릿으로 구성되어 있다. 회절 격자는 유리판 또는 금속판 위에 정밀한 줄긋는 기계로 평행하게 똑같이 공간상에 홈을 그어 만들 수 있다. 투과 회절 격자에서, 슬릿 사이의 공간은 빛이 투과할 수 있으므로 분리된 슬릿처럼 작용한다.따라서 CD표면에는 약 1μm의 간격으로 나선 모양의 트랙이 있어, 반사 회절 격자로 작용한다. 빛은 파장과 입사광의 방향에 따라 보강 간섭을 하는 매우 가까운 간격의 트랙에 의해 분산된다. CD의 어떤 부분은 백색광의 회절 격자 역할을 하고, 다른 방향으로 다른 색의 .. 더보기
하위헌스 원리를 통한 빛의 회절, 간섭 시현 지금까지 빛과 같은 파동의 반사와 굴절을 포스팅한 적이 있지만,최근에 흥미로운 파동의 회절 및 간섭 시뮬레이션을 재발견하고, 조금 변형하여 소개하려 합니다! 하위헌스는 빛이 입자가 아니라 파동이라고 생각하고, 빛의 전자기적 성질을 전혀 몰랐지만 그의 기하학적 모형(Huygens's principle, 이전의 파면을 알 때 새로운 파면의 위치를 결정)은 실제 빛의 전파양상을 충분히 설명할 수 있다.  그의 방식에 따르면, 새로운 파면은 원래의 파면에 있던 점파원으로부터 방출되는 구형 소파(wavelet)들에 접하는 포락면을 그리면 된다. 역시 말로 설명하는 것보다 작도를 보는 것이 훨씬 이해가 쉽고 빠를 것 같아요. ① 프라운호퍼 회절 무늬(Fraunhofer diffraction pattern)슬릿과 같.. 더보기
광속 관찰, 빛 파면, 블랙홀에서 광경로 등 심화학습 아래 링크처럼 재작년에 빛의 경로 시현을 한적이 있습니다. 이때는 궤적을 추적하는데 그쳤었는데,이번에는 시간의 개념을 고려한 실제 같은(근사화한) 빛 추적 시뮬레이션으로 좀 더 심화학습해 보았습니다. 프리즘, 무지개, 렌즈 등을 통과하는 빛의 경로(빛살) 시현 (tistory.com) 프리즘, 무지개, 렌즈 등을 통과하는 빛의 경로(빛살) 시현블로그에 오랜 시간이 걸린만큼  이번엔 좀 더 멋지고 우아한 물리 주제를 소개하려고 합니다!저도 이 주제를 우연히 인터넷을 뒤지다 발견하고 나서,너무 멋지고 놀라워서 혼자서 오랫동안 와with1.tistory.com 쉽게 얘기해서 빛이 매질을 전파해 나가는 현상(광속)과 굴절을 슬로우 모션으로 관찰해 보겠습니다. 그리고 이를 응용하여 빛이 물결파 처럼 퍼져가는 파면.. 더보기
좌구산 천문대 이용후기(국내 최대 굴절 망원경) 지난 주에 좌구산천문대를 야간 체험하고 와서 이용후기를 적습니다. 짧게 평을 하자면, 아주 멋졌습니다. 근 한달만에 맑은 하늘이 열린 것이 운도 많이 따랐고요.^^근데 이번 글은 제 관심이 굴절망원경에 집중되어 있어 이와 관련한 주제를 중심으로 이야기해 볼게요.  먼저 망원경의 원리를 나름대로(?) 간단하고, 쉽게 정리해서 설명드릴게요. (제 생각에는 글밥이 별로 없는 것이 오해의 소지가 없고 명료하다고 봅니다. 그래서 최소한 수식으로 중요특성을 해석해 볼게요) 1. 구경비(F수, focal ratio) = 대물렌즈의 초점거리(f) / 대물렌즈의 구경구경은 망원경 대물렌즈나 반사경의 지름을 뜻하며, 이는 망원경의 집광력에 직접적인 영향을 준다.이는 카메라의 조리개 수치와 동일하기 때문에 만약 (구경 ap.. 더보기
최적화 수치해법으로 최속강하선 시현 미분방정식의 해를 함수의 형태로 구하는 것이 해석적 방법이라 하면, 수치적 방법은 해석적 방법으로 해를 구하기 어려운 경우 미분방정식의 근사해를 구하는 방법입니다.  여기서는 구체적인 예로 최속강하곡선 문제를 수치적 방법으로 풀어보고 시현해 보도록 하겠습니다.본 포스팅의 모든 내용과 결과물은 아래 참고자료1 '공부하는박사곰'님의 블로그를 나름대로 요약정리한 것이고, 결과물을 따라 만든 것임을 밝힙니다!  잘 아는 바와 같이 최속강하선은,,, 위 그림에서와 같이 A(0, 1), B(π/2, 0) 사이를 중력의 영향을 받으면서 두 점사이를 가장 빠르게 내려오는 곡선을 찾는 문제이고, 이 곡선의 형태는 y=f(x)로 놓고 소요시간을 T로 하면, 고전역학의 법칙에 따라 표현할 수 있습니다.T = ∫AB √(1+.. 더보기
전자기파(Electromagnetic Wave) 시현 한창 블로그에 애착을 가지면서 포스팅에  강박을 느끼는 와중에, 요즘 뭘 하기가 상당히 귀찮아지고 게을러졌습니다.포스팅할 소재는 몇 개 머릿속에 맴 돌고 있는데,,, 글 쓰는게 힘도 들고,,,방문자수는 점점 낮아지고, 호응도 떨어져서 신바람이 안 납니다. 뭐든지 신이 나야되는데 말이죠!! 근데 다들 휴가 갔나요???ㅎ그래도 뭐,,, 어쩔수 있나요. 갈 수 있는데까지 쭈욱 갑니다! 이번에는 앞서 언급한 4개의 맥스웰 방정식(Maxwell's equations) 으로 부터 파동방정식을 이끌어 내고, 우리가 알고 있는 파동방정식의 해(sine wave)를 통해 전자기파 특징을 검증하고 이를 시현도 해 보겠습니다.파동방정식 유도는 요약적으로 정리만 하기로 하고, 대신 이 식의 특징과 시현에 집중해 주기를 바랍니.. 더보기
안될과학 김갑진 교수님 물리학 강의 8편 시청후기 먼저 사사로운 썰을 좀 풀고 갈게요.김갑진 교수님은 제 고등학교 1년 후배로서, 옛날부터 학교에서 공공연하게 '수재'로 주목받았던 것으로 기억합니다. 기숙사에서 가끔씩 지켜봤죠. 근데 교수님은 아마 저 잘 모를거에요. ㅠㅠ제 주변에서 관찰한 성공한 수재들은 그나마 의학쪽으로 진출했는데, 과학분야 탑클래쓰인 카이스트 물리교수이라니,,,와 너무 멋지고 최고입니다!맨 처음 우연히 과학 유투브 방송을 보는데, 예전 그 익숙한 목소리와 얼굴모습에 깜짝 놀랐고 한동안 멍~ 때렸어요.(딱 '니가 왜 거기서 나와?' 상황)그런데 바로 알아볼 수 있었지요. 심지어 약 25년이란 시간이 흘렀는데, 어떻게 하나도 안 변했어요. 대박! 간간이 흰머리가 세월을 알려줄 뿐,,, (갑자기 실감되는 제 나이의 무게도 어질어질하네요... 더보기
현수선(catenary) 시현 이번에는 현수선(catenary)에 대한 미분방정식을 풀어 실제 해와 비교해 보고, 구체적인 모델으로 시현도 해 보겠습니다. 먼저 현수선의 물리적특성으로부터 미분방정식을 이끌어내 볼 텐데, 이부분은 이미 자세하고 정확한 블로그가 있어 링크 소개하는 것으로 대체할게요!여러군데를 둘러봤는데, 역시 전파거북이님 블로그가 제일 간단명료하고, 신뢰가고, 상대적으로 읽기가 쉽더라고요.간략히 요약해 보려고 했는데, 너무 군더더기 없고 압축적이라 요약할 수가 없어서 그대로 가져와 인용할 게요!  현수선은 양 끝이 고정되면 중력에 의해 선이 아래로 늘어뜨려진다. 중력이 아래로 당기기 때문에 줄이 처지는데, 줄에는 원래 모양을 유지하려는 장력(tension)이 생긴다. 현수선이 따르는 곡선의 모양을 쉽게 표현하기 위해, .. 더보기

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