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1. 이론적으로 굴절을 생각해 보면 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때 빛의 반사없이 밀한
매질로 모두 들어가야 하는데 유리 표면에서 빛이 반사되는 이유는 왜 인가요?
2. 유리의 표면에서 반사되는 빛의 양과 관련된 인자는 무었인가요?
유리의 밀도? 유리의 표면거칠기?
3. 유리의 표면에 반사방지막을 코팅하면 투과율이 증가되는 이유를 반사방지 효과때문이라고 많이
설명하고 있는데 코팅된 반사방지막에서의 빛의 간섭에 의해 반사율이 저감되는 것과 반사방지막을
지나 유리로 통과되는 빛의 투과율과는 관계없는 것이 아닌지요?
- 반사방지막
- 솔라셀 보호유리
- 빛의 간섭
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
김성화님의 답변
2011-11-23- 3
앞에 분들이 충분히 설명 드린 것 같습니다. 덧붙혀 말씀드리면,
1. 유리의 굴절률은 1.52, 공기의 굴절률은 1.0일 때, 유리면에서의 반사율은 4%입니다.
물론 흡수는 없다는 가정하에, 투과율은 96%가 되겠네요.
(이에 대한 계산은 keun71 분께서 첨부한 자료를 보시면 될 것 같습니다.)
2. 위의 계산에서 보면, 유리와 공기의 굴절률 만으로 반사율 / 투과율을 계산했습니다.
3. 1)에서 반사율이 4%라고 했는데, 이 값을 줄이기 위해서 (또는 반사방지를 하기 위하여)
단층 또는 여러 층으로 적당한 굴절률의 물질을 적당한 두께로 유리면위에 증착을 하게
됩니다.
이상적인 경우에, 96% 투과율 또는 4% 반사율을 100% 투과율, 0% 반사율로 만드는 것이
반사방지막입니다.
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1. 이론적으로 굴절을 생각해 보면 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때 빛의 반사없이 밀한
매질로 모두 들어가야 하는데 유리 표면에서 빛이 반사되는 이유는 왜 인가요?
2. 유리의 표면에서 반사되는 빛의 양과 관련된 인자는 무었인가요?
유리의 밀도? 유리의 표면거칠기?
3. 유리의 표면에 반사방지막을 코팅하면 투과율이 증가되는 이유를 반사방지 효과때문이라고 많이
설명하고 있는데 코팅된 반사방지막에서의 빛의 간섭에 의해 반사율이 저감되는 것과 반사방지막을
지나 유리로 통과되는 빛의 투과율과는 관계없는 것이 아닌지요?
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답변
이응신님의 답변
2011-11-23- 3
첨부파일
이론적으로 굴절을 생각해보면 더욱 복잡하고 난해한 문제가 소한 매질에서 밀한 매질로
입사할 때 반사와 굴절이 일어나는 현상입니다. 전자기파이론으로 설명하면 그냥 경계조건에
의해 반사와 굴절을 위상변위로 설명하고 매질의 굴절율(즉, 밀한 정도)에 따라 수식으로 설명을 하고 있습니다.
좀 더 시원한 답은 양자역학에서 빛의 입자라고 하는 포톤이 유리와 같은 비정질 물질의
외곽전자를 여기시켜 기저상태로 돌아올 때 빛이 들어오는 방향을 고려해서 반사와 굴절을
설명하고 있습니다. 이것도 역시 한계는 있습니다.
더 발전적이고 난해한 이론은 파인만이 주장했던 양자전기역학(QED)로 설명하는 일인데
상당히 매력적이고 원인과 결과를 잘 설명하고 있습니다만... 너무 어렵다는게 흠입니다.
건성이라도 이해를 원한다면 파인만의 '물리학강의'를 읽어보면 됩니다. 더 읽을 거리를
찾는다면 파인만의 오스트레일리아 강연을 재구성한 QED책을 참고하면 됩니다.
여기에서 유리면에서 포톤의 반사와 입사가 어떤 확률로 이루어지고, 또 회절과 간섭까지
확률로 설명하고 있습니다. 일반인들을 대상으로한 강연이지만 이해하려면 고생합니다...
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1. 이론적으로 굴절을 생각해 보면 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때 빛의 반사없이 밀한
매질로 모두 들어가야 하는데 유리 표면에서 빛이 반사되는 이유는 왜 인가요?
2. 유리의 표면에서 반사되는 빛의 양과 관련된 인자는 무었인가요?
유리의 밀도? 유리의 표면거칠기?
3. 유리의 표면에 반사방지막을 코팅하면 투과율이 증가되는 이유를 반사방지 효과때문이라고 많이
설명하고 있는데 코팅된 반사방지막에서의 빛의 간섭에 의해 반사율이 저감되는 것과 반사방지막을
지나 유리로 통과되는 빛의 투과율과는 관계없는 것이 아닌지요?
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답변
김형근님의 답변
2011-11-23- 2
안녕 하세요
예전 대학원실험실에서 제가 직접 실험을 한것은 아니지만, 제 옆에 학위 하는 친구가 TiO2 구형입자를 sol-gel로 만든후 spin coating을 하여 유리와 반도체에 피막을 입힌것을 어깨 넘어로 보고 배운것이라 '질문하신 님' 보다는 짧은(?)지식일지 모르겠으나 혹시나, 도움이 될까해서 그 친구의 논문과 더불어 몇 반사방지막 코팅의 원리에관한 참고 논문을 올립니다.
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1. 이론적으로 굴절을 생각해 보면 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때 빛의 반사없이 밀한
매질로 모두 들어가야 하는데 유리 표면에서 빛이 반사되는 이유는 왜 인가요?
2. 유리의 표면에서 반사되는 빛의 양과 관련된 인자는 무었인가요?
유리의 밀도? 유리의 표면거칠기?
3. 유리의 표면에 반사방지막을 코팅하면 투과율이 증가되는 이유를 반사방지 효과때문이라고 많이
설명하고 있는데 코팅된 반사방지막에서의 빛의 간섭에 의해 반사율이 저감되는 것과 반사방지막을
지나 유리로 통과되는 빛의 투과율과는 관계없는 것이 아닌지요?
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답변
변지수님의 답변
2011-11-23- 2
1. 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할때 빛의 반사없다? 어떤 이론인가요?
굴절율 차이가 있다면 반사는 일어납니다.
2. 굴절율차이입니다. 물론 표면거칠기가 달라지면 투과가 달라지겠지만, 산란이 의한것이겠지요.
3. 빛은 반사되거나 흡수되거나 투과됩니다. 어느 한가지가 줄어든다면 다른 쪽이 늘어날수 밖에 없읍니다. 반사를 줄이면 흡수되거나 투과되는것이 늘어나야 하는데, 흡수되는 것은 물질의 흡수상수에 의해 정해져 있고 결국 투과가 늘어날수 밖에 없겠죠. 간섭에 의해 감쇄가 되면 결국 에너지가 그쪽으로 나가지 못한다는 얘기고, 어디론가 다른쪽으로 나가야 하겠지요.
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1. 이론적으로 굴절을 생각해 보면 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때 빛의 반사없이 밀한
매질로 모두 들어가야 하는데 유리 표면에서 빛이 반사되는 이유는 왜 인가요?
2. 유리의 표면에서 반사되는 빛의 양과 관련된 인자는 무었인가요?
유리의 밀도? 유리의 표면거칠기?
3. 유리의 표면에 반사방지막을 코팅하면 투과율이 증가되는 이유를 반사방지 효과때문이라고 많이
설명하고 있는데 코팅된 반사방지막에서의 빛의 간섭에 의해 반사율이 저감되는 것과 반사방지막을
지나 유리로 통과되는 빛의 투과율과는 관계없는 것이 아닌지요?