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물질의 광학적 성질(1) - 물질의 유전율 및 분산모델Ellisometry/Ellipsometry를 이해하기 위한 물질의 광학적 성질 기초 2020. 10. 3. 16:25
앞서 논의된 굴절률 등의 현상을 이해하기 위해서는 그 밑에 깔려 있는 빛과 물질과의 상호 작용을 이해하여야 한다. 우선 빛에 대한 물질의 반응은 사용하는 빛의 광양자 에너지(또는 파장)에 따라 다르게 나타난다. u-wave근처의 전자기파에 대해서는 물질을 구성하는 분자들의 영구 쌍극자가 반응을 하고, 적외선 영역에서는 이온들의 상대적 움직임에 의한 반응이 일어나고, 자외선이나 가시광선 영역에서는 원자를 구성하고 있는 전자나 유도 쌍극자들의 반응으로 나타난다. 금속과 같은 도체 내부에는 외부 전기장에 따라 자유롭게 움직일 수 있는 자유전자(free electron)가 있는 반면, 절연체라고 부르는 물질 속에는 구속된 전자(Bound electron)들 뿐이다. 이 구속된 전자들 역시 외부 전기장에 의해 영..
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전자기학 및 광학 기초 이론(4) - 편광의 수학적 표현Ellisometry/Ellipsometry를 위한 물리적 이론 기초 2020. 10. 2. 16:07
편광의 발생 편광되어 있지 않은 빛이 다른 매질의 경계면에서 반사 또는 복굴절 매질을 투과하는 경우에 편광될 수 있다. 그밖에 편광판을 통과시키거나 대기 중의 분자에 의한 산란에 의해서도 편광이 발생한다. 1. 반사에 의한 편광 편광되어 있지 않은 빛이 굴절률 n1인 매질에서 굴절률 n2인 매질로 입사하는 경우에 입사각이 브루스터 각이 되면 반사된 빛은 편광된다. 브루스터 각(또는 편광각)은 스코틀랜드의 물리학자 데이비드 브루스터(David Brewster, 1781년~1868년)에 의해 발견된 현상으로, 빛이 굴절률이 다른 두 매질 사이를 지날 때, 보통 그 경계면에서 반사가 일어난다. 하지만 어떤 편광 상태의 빛이 특정한 입사각으로 입사되면 경계면에서 반사되지 않는데, 이 특정한 입사각이 브루스터 각..
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전자기학 및 광학 기초 이론(3) - 편광의 개념Ellisometry/Ellipsometry를 위한 물리적 이론 기초 2020. 10. 2. 14:53
빛의 전파, 전자기파 어떤 지점에 위치하고 있는 자유전자를 상하 방향으로 진동하는 운동을 하게 되면, 이 과정에서 상하 방향으로 진동하는 전기장이 발생한다. 또 이 전기장의 시간적 변화 때문에 이 전기장과 수직인 방향으로 진동하는 자기장이 발생한다. 편광의 개념 빛은 전자기파이며 진행 방향에 수직인 임의의 평면에서 전기장의 방향이 일정한 빛을 편광(polarized light)이라고 한다. 이러한 빛의 전기장의 방향으로 편광의 방향(polarization)을 구별한다. 1809년 E. L. 말뤼스가 이 현상을 발견하였다. 말뤼스는 평평한 면에서의 반사광이 편광의 성질을 가진다는 것을 창유리에서 반사된 저녁 햇빛을 방해석을 통해서 보다가 발견하였다. 이러한 빛의 경우에 전기장과 자기장도 서로 수직이므로 전..