빛의 효율에 영향일 미치는 3가지 요소

빛이 어떠한 매질을 통과할 때 그 효율에 영향을 미치는 인자가 무엇이 있을까?

여기서 말하는 효율이란 100이란 빛이 매질을 통과할 때 얼마나 많은 양의 빛이 매질을 통과해서 내가 원하는 위치에 나오느냐의 이야기라고 볼 수 있다.

쉽게 이야기해서 100을 넣었을 때 100이 다 나오면 100% 의 효율이고 10개만 나오면 10%의 효율인 것이다.

그렇다면 이렇한 빛의 효율에 영향을 미치는 인자는 무엇이 있을까?

크게 세가지가 있는데 그것은 바로 굴절률과, 흡수 계수 그리고 거리가 있다.

빛의 효율에 영향을 미치는 인자

1) 굴절률
굴절률은 빛이 다른 매질을 통과할 때 경계선에서 꺾이는 정도를 말한다고 보면 된다.

보통 진공상태를 기준으로 보고 이 때의 굴절률을 1이라고 본다.

굴절율이 작은 곳에서 큰 매질로 이동하면 각도가 더 많이 꺾이는 경향이 있고 반대의 경우에는 적게 꺾이는 경향이 있다.

정면으로 들어오는 빛을 기준으로 본다면 굴절률이 큰 매질로 진입 시에는 오른쪽으로 꺾이고 작은 매질로 진입 시에는 왼쪽으로 꺾인다고 생각할 수 있다.

위의 굴절률 원리를 이용하여 큰 굴절률의 매질과 작은 굴절률의 매질을 번갈아 쌓은 상태로 빛을 통과시켜주면 내가 워하는 곳으로 빛을 더 많이 전달할 수 있게 된다.

2) 흡수계수
두 번째로 생각해야 할 것이 바로 '흡수 계수 K'이다. 흡수 계수라 함은 빛을 흡수해 버리는 정도라고 생각하면 쉬울 것 같다.

굴절율이 아무리 좋고 내가 원하는 조건이라고 해도 빛을 중간에 흡수해버리면 효율이 떨어지게 되는 것은 당연한 이치이다.

즉, 빛 투과의 효율을 높이려면 흡수 계수가 최소인 물질을 찾아야 하는 것이다.

3) 거리
앞의 굴절률, 흡수계수 두 가지 인자에 큰 영향을 주는 요소가 바로 거리 즉, 매질의 두께인 'd'가 있다.

통과해야 하는 매질의 두께가 얼마나 기냐에 따라서 굴절률 때문에 꺾어져 도달하는 위치와 흡수되는 정도가 결정되기 때문이다.

효율을 최대로 높이고 싶다면 'd' 값을 최소한으로 맞혀줘야 한다.