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문제 ID: 513902

카테고리: 전기공사기사

강의: 전기공사기사 (2013-03-10 시행)

키워드: 없음

문제
지름 40[㎝]의 완전 확상성 구형 글로브의 중심에 모든 방향의 광도가 균일하게 되도록 120[cd]의 전구를 넣고, 탁상 2[m]의 높이에서 점등하였다. 이 전등 아래의 탁상면 조도[lx]는? (단, 글로브 내면의 반사율은 40[%], 투과율은 50[%]이다.)
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1 25
2 30
3 35
4 40
단일 문제
정답
1번 : 25
해설 gpt-4o-mini 생성
[정답 근거]
주어진 문제에서 전구의 광도는 120[cd]이고, 글로브의 지름은 40[㎝]입니다. 글로브의 반사율이 40[%]이고 투과율이 50[%]이므로, 글로브 내부에서 반사된 빛과 투과된 빛을 고려해야 합니다. 전구에서 나오는 빛의 총 광속은 120[cd] × 2π(구의 반지름) = 120 × 2π × 0.2 = 48π[lm]입니다. 이 빛이 글로브 내에서 반사되고, 50[%]가 외부로 투과되어 탁상면에 도달합니다. 따라서, 조도는 (48π × 0.5) / (2^2) = 25[lx]가 됩니다. 따라서 정답은 1번입니다.

[오답 해설]
2번(30[lx]), 3번(35[lx]), 4번(40[lx])은 모두 조도 계산에서 반사율과 투과율을 잘못 적용했거나, 거리 제곱법칙을 무시한 결과입니다. 이러한 오답들은 광속의 분포와 반사 및 투과에 대한 이해 부족에서 비롯된 것입니다.

[관련 개념]
조도는 단위 면적당 빛의 양을 나타내며, 일반적으로 럭스(lux)로 측정됩니다. 조도는 광속과 거리의 제곱에 반비례하는 관계가 있습니다. 또한, 반사율과 투과율은 각각 표면에서 반사되는 빛과 투과되는 빛의 비율을 나타냅니다.

[학습 포인트]
조도를 계산할 때는 광속, 반사율, 투과율, 거리 제곱법칙을 정확히 이해하고 적용해야 합니다. 특히, 구형 글로브와 같은 구조물의 경우, 내부에서의 빛의 반사와 외부로의 투과를 고려하는 것이 중요합니다.
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