• 제목/요약/키워드: Snell 법칙

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Snell의 법칙을 이용한 효율적인 비눗방울 형상 표현 및 배경 합성 (Efficient Representation of Soap Bubble Shapes using Snell's Law and Background Synthesis)

  • 정유진;김종현
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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    • pp.403-406
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    • 2024
  • 본 논문에서는 비눗방울에 나타나는 반사와 굴절 효과를 상용 게임엔진인 유니티 쉐이더(Unity shader)를 사용하여 구현하고 다양한 배경에서 합성할 수 있는 효율적인 프레임워크를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 계산량이 큰 유체 시뮬레이션을 이용하지 않고, 스넬(Snell)의 법칙을 이용하여 박막 내부의 굴절 벡터를 계산하고, 막 표면의 표현을 위해 다양한 텍스처(Texture)를 적용하였으며, vertex의 조정을 통해 비눗방울 자체의 움직임을 나타낼 수 있다. 결과적으로 실시간으로 높은 품질의 비눗방울을 표현할 수 있기 때문에 게임뿐만 아니라 가상현실 및 다양한 실시간 애플리케이션에 활용될 수 있다.

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굴절의 법칙의 수학적 증명과 그 교수학적 의의 (The mathematical proofs of refraction law and its didactical significances)

  • 강흥규
    • 한국수학사학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.65-78
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    • 2006
  • 물리학에서 Snell의 법칙으로 불리는 굴절의 법칙은 수학사적으로 매우 중요한 의미를 가진다. Snell이 많은 관찰 자료를 바탕으로 굴절의 법칙 $\frac{v_1}{sin{\theta}_1}=\frac{v_2}{sin{\theta}_2$를 발견한 이후 많은 수학자들은 '최소 시간의 원리'를 사용하여 이 식을 수학적으로 증명하려 시도하였으며 이러한 노력은 미분의 발명을 촉진한 주요한 동력 중의 하나였다. format는 자신만의 방법을 개발하여 이 문제를 최초로 해결하였으며, 이때 Format가 사용한 극대$cdot$극소 방법은 현대의 미분을 통한 방법과 유사한 것으로 이후 Leibniz의 무한소 방법의 기원이 되었다. 역사적으로 수학과 물리학은 밀접하게 상호작용하면서 과학의 발전을 이끌었다. 굴절의 법칙은 이러한 수학과 물리학의 관계를 잘 보여준다. 물리학은 수학에 질문을 제기하고 수학은 보편적인 원리로 그것을 해결함으로써 처음의 현상보다 더 넓은 현상까지 포괄적으로 설명한다. 수학교육의 목적은 완성된 수학을 배우는 것뿐만 아니라 수학을 응용할 줄 아는 능력이라는 Freudenthal의 말을 생각할 때, 굴절의 법칙은 고등학교의 우수한 학생이나 대학의 수학 교육과정에 적합한 소재이다. 대학의 수학이나 물리학 전공과정에서는, 미분을 통한 현대적인 방법뿐만 아니라 format의 방법(미분을 명시적으로 사용하지는 않았지만 원시적인 미분의 방법을 쓰고 있는)을 동시에 다루면서 양자를 비교하는 기회를 가지는 것은 교육적으로 가치 있는 일이라 생각된다.

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포물형 근사식 수치모형의 투과 경계조건 (Open Boundary Conditions in Parabolic Approximation Model)

  • 서승남;이동영
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.170-178
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    • 2007
  • 대부분의 포물형 수치모형은 경계 외측의 수심이 해안방향으로 변하지 않는 Snell 법칙을 적용할 수 있는 조건으로 국한한다. 여기에는 기존의 Kirby 방법이 있으며 본 논문에서는 이를 수정한 방법 그리고 Dirichlet 경계조건에 대해 자세히 기술하고 이에 대한 수치실험 결과를 제시하였다. 일정 수심 위에 존재하는 원형 천퇴에 대한 수치실험 결과 계산영역 좌우에 가상 수치 조정구역을 두고 본 Dirichlet 경계조건을 적용한 경우가 파고비의 분포가 가장 작게 왜곡되는 것으로 나타났다.

가로 등방성 복합재료의 파동전파에 관한 연구 (The Wave Propagation in transversely isotropic composite laminates)

  • 김형원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.422-425
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    • 2005
  • 가로 등방성 복합재료에서 반사되거나 굴절된 파동의 속도와 입자방향, 그리고 진폭을 운동방정식과 구성방정식 그리고 파동수와 진동수로 표현된 변위식을 사용하여 구하였다. Snell 법칙을 사용하여 Eigenvalue 문제를 풀어 파동속도를 구하였으며 그 결과는 T300 Carbon fiber/5208 Epoxy 재료 성질을 이용하여 검증하였다. 이러한 분석은 수분 침수 C-scan을 이용하여 가로등방성 복합재료의 결점을 찾아내는데 응용될 수 있다.

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가로 등방성 복합재료의 초음파에 관한 연구 (The Wave Propagation in Transversely Isotropic Composite Laminates)

  • 김형원
    • 한국추진공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.62-69
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    • 2006
  • 가로 등방성 복합재료에서 반사되거나 굴절된 파동의 속도와 입자방향, 그리고 진폭을 운동방정식과 구성방정식 그리고 파동수와 진동수로 표현된 변위식을 사용하여 구하였다. Snell 법칙을 사용하여 Eigenvalue 문제를 풀어 파동속도를 구하였으며 그 결과는 T300 Carbon fiber/5208 Epoxy 재료 성질을 이용하여 검증하였다. 이러한 분석은 수분 침수 C-scan을 이용하여 가로등방성 복합재료의 결점을 찾아내는데 응용될 수 있다.

눈의 구면수차 제거를 위한 비구면 렌즈 설계 기법 연구 (Study of an Aspherical Lens Design Method for Removing the Spherical Aberration of a Human Eye)

  • 김지성;김동민;진종현;김영철
    • 한국광학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.299-305
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    • 2015
  • 사람 눈의 각막에 평행하게 입사하는 광선의 높이에 따른 결상점을 근사 없이 스넬의 법칙으로 분석하였다. 광선들이 망막의 동일한 한 점에 결상하도록 각막에 입사하는 광선들의 높이에 따른 입사각을 계산하기 위하여 결상점으로부터 광선을 역추적하여 각막 전면에 입사하는 광선의 입사각을 계산 하였다. 눈 자체로는 구면수차를 유발할 수밖에 없기 때문에, 구면 수차를 보정할 수 있는 비구면 렌즈 설계에 대한 조건을 유도 하였다. 계산을 쉽게 하기 위하여 렌즈 후면은 구면으로 고정하고 렌즈 전면을 비구면 렌즈 설계를 위하여 높이에 따른 곡률을 계산하였다.

급전 함수를 고려한 수정곡면 캐서그레인 안테나 설계 (Design of the Shaped Cassegrain Antenna Considering the Excited Power Function)

  • 공기복;김종성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권9호
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    • pp.908-914
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    • 2013
  • 에너지 보존 법칙과 스넬(Snell)의 법칙 및 경로 길이에 의한 동위상의 조건으로부터 수정곡면 캐서그레인 안테나 반사판의 단면을 설계하였다. 원형 개구면에서 균일 개구면 위상을 갖도록 개구면의 수직 및 수평 급전분포 함수에 따른 동위상 조건을 만족하는 3차원 반사판 곡면의 프로파일을 구하였다. 직경 55 ${\lambda}_0$의 크기를 갖는 Ku 밴드용 수정 곡면 캐서그레인 안테나 반사판을 물리광학에 의한 시뮬레이션 결과, 36.4 dB, 33.9 dB의 부엽 레벨을 AZ 및 EL 방향에 대해서 각각 얻을 수 있었으며, 이전 안테나와 비교하여 10 %의 지향성 개선효과가 있었다.

종파 임계각 근처에서 사각 탐촉자의 횡파굴절각 (Refraction angle of the transverse wave near the longitudinal critical angle in angle beam transducer)

  • 이정기;임성진
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.303-306
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    • 2000
  • 복잡한 형상을 지닌 터빈 블래이드의 결함을 검사하기 위해 현재 $35^\circ,\; 38^\circ,\; 40^\circ$의 횡파 굴절각을 지닌 탐촉자를 사용하고 있다. 이와 같은 굴절각은 초음파 빔의 경로를 Snell의 법칙에 의해 설정하고 있다. 그러나 터빈 블래이드 검사용 초음파 탐촉자를 제작하는 과정에서 $35^\circ$의 횡파 굴절각을 갖는 경사각 탐촉자는 제작이 어려움을 알았다. 이러한 원인은 철강재료의 종파임계각이 $33.2^\circ$의 횡과굴절각에 대응되며, 종파임계각 근처에서는 전반사 현상 때문에 에너지 투과율이 매우 작아 실제 시험대상체에 입사되는 에너지가 거의 없으며 또한 횡파굴절각이 약 $37.5^\circ$ 일때에 휭파의 에너지 투과율이 최대가 되어 wedge를 $37.5^\circ$ 이하의 횡파굴절각을 갖도록 설계하더라도 측정을 하면 $37.5^\circ$ 근처의 횡파굴 절각을 갖게된다. 즉, 종파임계각 근처에서는 전반사 현상에 의해 경계면에서의 에너지 투과가 매우 작아 횡파 굴절각은 Snell의 법칙이 아닌 초음파 에너지의 투과 정도를 나타내는 echo transmittance의 크기에 의해 결정된다.

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고차 포물형 파랑 근사식 (Higher Order Parabolic Wave Equations)

  • 서승남;이동영
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.205-212
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    • 2007
  • 파랑변형을 계산하기 위한 $Pad{\acute{e}}$ 근사에 의한 포물형 근사모형들을 분석하였다. 기존 포물형 근사모형 보다 정밀도가 높은 $Pad{\acute{e}}(2,2)$ 근사모형을 제시하였고 일정 경사면에 대한 수치실험을 통해 본 모형은 기존의 모형보다 입사각이 큰 경우에도 성공적으로 적용할 수 있음을 입증하였다.

$Pad{\acute{e}}$ 근사에 의한 포물형 파랑 근사식 - 입사각 $80^{\circ}$까지 적용 모형 (Parabolic Wave Equations Based on $Pad{\acute{e}}$ Approximants - Model Applicable to Incidence Angle $80^{\circ}$)

  • 서승남
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.375-384
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    • 2007
  • [ $Pad{\acute{e}}$ ] 근사에 의한 포물형 근사모형들을 제시하였고 $Pad{\acute{e}}$(15, 15) 근사모형은 일정 경사의 지형에 대한 엄밀해와 비교할 때 입사각 $80^{\circ}$까지 적용 가능함을 보였다. 포물형 근사식에 대한 체계적인 유도방법을 보인 후, 본 연구에서는 15차 $Pad{\acute{e}}$ 근사모형까지 나타내었고 일정 경사지형에서의 파랑변형에 대한 수치결과들을 제시하였다.