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프로그래밍

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32. Doppler effect 1. Doppler effect doppler dffect란, electromagnetic wave가 송신측에서 수신측으로 전송될 때, 수신측에 대한 송신측의 상대속도에 따라 electromagnetic wave의 frequency가 수신측에서 더 길거나 짧게 수신되는 현상이다.  만약, 송신측이 상대적으로 멀어진다면 더 낮은 frequency로 수신되고(Red shift), 상대적으로 가꺼워진다면 더 높은 frequency로 수신(Blue shift)된다.  수신 frequency $ f' = f \sqrt{(\frac{1-\beta}{1+\beta})}$ ,  $\beta = \frac{v}{c}$ 이다. 여기서 $\beta$ 는 relative velocity이며,  0보다 크면 멀어지는 것이고, ..
31. Multi-slit interference & Diffraction 1. Multi-slit interference   위와 같이  Red light를 N개의 틈이 있는 구멍으로 보내어보자.  N = 2일 때는, 이전에 보았듯이 constructive interference, destructive interference가 번갈아서 1개씩 나타난다. 그렇다면 구멍이 N개일 때는 어떨까? 먼저 maxima의 위치는 $\theta_n \approx \frac{n\lambda}{d}$ 이다. 이것은 N = 2일 때와 동일한데, N개의 점 중 임의로 2개만 존재한다고 가정할 경우 모두 같은 $ \theta $ 에서 constructive interference에 의한  maxima가 나타날 것이기 때문에 당연하다. L이 충분히 멀 경우, 위치는 $x_n = \frac{Ln \la..
30. Wave interference 1. Wave interference 두 지점 A, B에서 각각 charge acceleration으로 인해 3차원적으로 spherical electromagnetic wave가 전파 될 때, 지점 P에서는 두 wave를 모두 수신할 수 있다.이 때, 3차원에서 wave는 amplitude가 거리에 반비례하게 감소하며 이동하게 되는데, P가 지점 A, B 보다 매우 멀리 떨어져 있을 경우 도달하는 wave의 amplitude의 차이는 거의 동일하게 된다.따라서, 지점P에서 phase가 180도 만큼 차이나는 wave끼리 마주칠 경우, 서로를 죽이게 된다. 이것을 destructive interference라고 한다.  이러한 사실들을 고려해 볼때, 동일한 wave를 지점1, 2에서 생성시켜 전파시킬 때,..
29. Rainbow 1. Rainbow 1) Rainbow  rainbow는 빛의 reflection과 refraction에 의한 현상이다. Unpolarized visible light인 햇빛의 blue, red light는 frequency가 다르므로 dispersion(분산) 현상에 의해 서로 약간 다른 refraction index n을 가진다.Visible light의 영역에서는 frequency가 클수록 빛의 속도 v가 느려지고, 이에 따라 refraction index가 더 크게 나타난다. 따라서, blue light의 n이 더 크다. 특히나 이러한 n값 차이는, 햇빛이 매우 작은 물방울에서 2번의 굴절을 거치면서 우리 눈에 들어올 때 지표면과 유의미한 각도차이를 만들게 된다.   위 그림과 같이 2번의 굴절과..
28. Light polarization 1. Polarizers Unpolarized light란, 평면에 electromagnetic wave가 계속해서 도착할 때 평균적인 electric field의 진동 방향이 한쪽으로 치우쳐져있지 않은 light를 말한다.  Ploarizer는 unpolarized light를 linearly polarized light로 만들어주는 장치이다.    아래와 같이, 임의의 Electric field의 특정방향으로의 크기는 Electric field의 크기를 $E_0$ 라고 했을 때,$E_0 cos\theta $ 이다. 그런데, 에너지는 E의 제곱에 비례하므로, $ E_0 cos^2\theta $ 가 된다. 평균적인 Electric field 방향이 균형적인 경우, 전체 light의 강도(Intensity..
27. Snell's law & Velocity of light 1. Snell's law Light는 electromagnetic phenomenon 이다.두가지 다른 media의 interface를 통해 light를 보낼 경우, 경계에서 진행방향은 굴절된다. Critical angle 이상에서는 완전히 반사되기도 하며, fiber optic은 이것을 이용하여 light를 손실없이 전송한다.   다음의 snell's law를 만족하면서, light는 굴절하게 된다(n1, n2는 media의 refractive index)   Newton은 입자이론에 기반하여 light를 media의 경계면으로 보낼 경우, light는 경계면에 perpendicular한 방향으로 가속된다고 보았고, 경계면방향으로는 가속되지 않는다고 보았다.따라서, 들어오는 light의 속도를 v1라..
26. Poynting vector 1. Energy of electromagnetic wave  Electric field, Magnetic field는 energy를 가지고 있다.Electric field energy density $u_E = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2 $이고, Magnetic field energy density $u_B = \frac{1}{2\mu_0} B^2 $이다.그런데  $ B_0 = E_0/C $ 이고, $ C = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}} $ 이므로, $u_B = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2 $ 가 되어, electromagnetic wave의 electric/magnetic energy density가 완전히 동일함을 나타낸다. ..
25. Eletromagnetic Wave 1. Destructive resonance RLC회로에서 특정 input frequency에서 current가 매우 높아지는 현상처럼, 대부분의 물리적 시스템은 resonance frequency가 존재한다. Damping이 매우 큰 경우나, 진동하지 않는 시스템의 경우에는 확인하기가 힘들다. 유리잔이나 다리의 resonance frequency로 계속 힘을 가하면 system의 진동이 증폭되어, 경국 파괴되는 현상이 일어난다. 2. Electromagnetic wave  Elctromagnetic wave란, 공간을 통해 움직이는 electric field wave와 그와 함께하는 magnetic field wave를 말한다. 공간에서 Electric field의 변화는 Magnetic field의 ..

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