학문/광학23 [광학] 자연 속의 광학 현상들 빛의 기본적인 성질이나 빛과 물질 간의 상호작용을 통해 발생하는 다양한 광학 현상들은 자연 속에서 많이 발견할 수 있다. 이러한 다양한 현상들은 우리 인간의 호기심을 자극하고, 과학적인 탐구가 발전하게 된 계기가 되기도 하였다. 대표적으로 자연 속에서 관찰할 수 있는 다양한 광학 현상과 그 원리에 대해서 간단히 알아보도록 하겠다. 먼저 첫 번째 광학 현상은 '무지개'이다. 무지개는 햇빛이 공기 중에 있는 물방울과 접촉하게 되면서 빛이 굴절, 반사, 그리고 분산되며 발생하는 자연 현상이다. 햇빛이 물방울에 들어가게 되면 파장에 따라서 각기 다른 각도로 '굴절'되고, 이러한 과정에서 빛은 물방울 내에서 '반사' 및 다시 굴절하여 빛이 외부로 다시 나올 때 각 파장이 분리되는 분산 과정을 거쳐 우리 눈에 보이.. 2024. 11. 14. [광학] 렌즈와 안경의 발전사 렌즈와 안경의 발전은 광학 기술이 더욱 빠르게 발전됨과 더불어 우리 인류가 시력을 보완하고, 다양한 시각적인 문제를 해결하기 위해서 시도해 온 매우 흥미로운 역사 중 하나이다. 단순히 렌즈와 안경은 그의 존재가 도구 이상의 의미를 가지며, 오늘날 현대에 이르기까지 과학과 예술 또 기술 혁신을 통해서 꾸준히 발전해 왔다. 이러한 렌즈의 기원은 고대 그리스와 로마까지 거슬러 올라가 시작된다. 그리스의 철학자였던 아리스토텔레스와 플리니우스는 빛이 물체를 통해서 왜곡되어 보이는 현상, 오늘날 '굴절' 현상을 설명하려고 했으며 이 두 철학자는 물의 굴절 효과에 대해 언급하기도 했다. 로마 시대에는 '니미아 렌즈'라 하는 유리로 된 볼록 렌즈가 문자, 문서와 같은 글자를 확대하기 위한 용도로 사용되었다는 기록이 있.. 2024. 11. 14. [광학] 레이저(Laser)와 라이다(LiDAR) 기술의 발전 광학은 매우 다양하고 넓은 분야에서 방대한 내용으로 다루어지면서 흥미로운 연구 주제가 많다. 그중에서도 주목받고 있는 분야들에 관해 이야기 해보자면 비선형 광학(Nonlinear Optics), 다른 포스팅에서 다루었던 광학에서 양자 얽힘과 양자 정보 기술, 초고해상도를 가지는 이미지 처리 기술과 그에 대한 응용, 또한 오늘 다룰 레이저 기술에서 혁신을 가져온 메타 물질과 인공 광학 물질과 레이저 및 라이다 기술, 그리고 마지막으로 생체 조직과의 상호작용으로 생체의학의 연구에 크게 기여하고 있는 광학을 이용한 생체의학 이미지 처리 등이 있다. 이처럼 광학은 매우 광활한 분야에서 연구되고 이용 및 응용되고 있는데, 오늘은 이 중에서도 레이저 및 라이다 기술에 대해서 포스팅해 보겠다. 아래 링크는 이전에 작.. 2024. 11. 9. [광학] 원자 분자 광 물리학에 대한 이해 원자 분자 광 물리학(AMO; Atomic, molecular, and optical physics)은 하나의 원자 혹은 원자의 몇 개 규모에서, 물질-물질 혹은 빛과 물질의 상호작용에 대해 연구하는 물리학의 세부 분야를 말한다. 주로 양자 역학이나 전자기학, 스펙트럼 분석 등을 바탕으로 하며, 고전적 물리학과 양자 역학의 교차점에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있기도 하다. 원자 분자 광 물리학은 오늘날 현대의 기술, 특히 레이저(Laser) 기술과 양자 컴퓨팅의 기초라고 할 수 있는 원리들을 제공하고, 또한 응용 가능성이 매우 넓다는 특징이 있다. 원자 분자 광 물리학은 원자 물리학(Atomic Physics), 분자 물리학(Molecular Physics), 광학(Optics) 총 세 가지의 분야.. 2024. 11. 9. [광학] 레이저(Laser)의 특성 : LED와 Laser의 차이점 이전 게시물에서는 간단한 레이저의 설명과 레이저의 역사에 대해 소개했다. 아래 링크를 클릭하면 레이저의 시초부터 현대까지 레이저의 발명과 발전 그리고 현대 응용 분야까지 설명한 포스팅을 확인할 수 있다. 레이저는 일반적인 보통의 광원, 광선들과는 확연한 차이가 있다. 태양 빛을 한 점에 모아 종이 표면에 집중하면 종이를 태울 정도의 집약적인 에너지를 얻을 수 있다. 1960년 7월 미국의 과학자였던 메이먼 박사는 여러 과학자와 기자들 앞에서 레이저 빔(beam)으로 풍선을 터뜨려 보였는데, 이 빛의 마술은 새로운 기술이자 도구로서 그동안 존재했던 과학사에 획기적인 한 획을 그었다. 레이저의 경우 태양 빛에 비해 단위 면적당 얻어지는 에너지의 양이 훨씬 많다. 태양 빛은 직경 1/1000mm 크기에 집광시.. 2024. 11. 8. [광학] 레이저(Laser)의 역사 레이저(Laser)는 "유도 방출에 의한 빛의 증폭(light amplification by stimulated emission of radiation)"을 의미하는 머리글자로, 원자나 분자 내부에 축적된 에너지, 즉 특정한 파장의 빛을 매우 강력하고 집약된 형태로 방출하는 광원 장치이다. 이는 다시 말하면 축적된 에너지를 집약적으로 뽑아내는 것으로, 응집력 있게 결합한 광선을 말한다. 잠시 언급했듯 단 하나의 파장이나 색으로만 이루어지며, 일반적으로 레이저 "빔(beam)"은 다른 광원에 비하여 가늘고, 퍼지지 않는다. 레이저와 비교했을 때, 백열등과 같은 대부분의 광원은 "결맞음"이라는 특성을 들어 이야기할 때, 결이 맞지 않은 셀 수 없이 많은 빛을 넓은 파장 범위, 넓은 면적으로 방출한다. 반면에.. 2024. 11. 8. 이전 1 2 3 4 다음
