Doppler-Free Laser Spectroscopy Using Polarization Modulation in Na D1 and D2 Lines

김점술,김중복,공홍진,이상수 대한전자공학회 1988 대한전자공학회 학술대회 Vol.1988 No.1

서로 직교하는 원편광 성분의 흡수선을 동시에 측정하기 위한 포화 분광학의 응용 ( Simultaneous Measurement of Absorption Iines for Left and Right Circularly Polarized Field Using Saturation Spectroscopy )

김중복,김점술,공홍진,이상수 대한전자공학회 1988 대한전자공학회 학술대회 Vol.1988 No.1

학생들을 수준에 맞는 연구에 실질적으로 참여시켜 물리교육하자

김중복(Jung Bog KIM) 한국물리학회 2023 물리학과 첨단기술 Vol.32 No.4

교류를 이용한 2색 LED 다중섬광 장치

김중복,이소연,안유진,김희라,문수진,진우 한국현장과학교육학회 2022 현장과학교육 Vol.16 No.2

A two-color LED multi-flash stroboscope made by connecting two LEDs emitting different colors of light to a general household alternating current (AC) power source was used to take stroboscope photos for the motion of various objects. This multi-flash stroboscope is made of inexpensive materials such as a breadboard, two LEDs, a resistor, and a transformer, and is very easy to manufacture. In addition, it is convenient to use at school because it uses AC power for home use, and it is safe for students to operate it by lowering the voltage using a transformer. Directly taking multi-flash photos presented in the current curriculum not only leads students to analyze various movements, but also finds the characteristics of LEDs and diodes, the concept of resistance and resistance values, AC and DC, and principle of transformer in the process of making the device. It has great educational utility in that it can enhance the convergence competency emphasized in current science education. Because two-color LEDs are lit alternately, the movement of objects can be seen in more detail than when a single light source is used, and when a picture is taken with a smart phone, it can greatly attract students' attention. Through this study, it is expected that a two-color LED multi-flash stroboscope device using alternating current can be easily manufactured and used for various motion analysis, thereby stimulating interest in physical learning and enhancing the learning effect. 서로 다른 색을 내는 두 개의 LED를 일반 가정용 교류(AC) 전원을 연결한 2색 LED 다중섬광 장치를 개발하여 여러 가지 물체의 운동에 대하여 다중섬광 사진을 촬영하였다. 본 다중섬광 장치는 브레드보드, 2개의 LED, 저항기, 변압기 등 저렴하게 구하기 쉬운 재료를 사용하였으며 제작이 매우 용이하다. 또한 일반 가정용 교류 전원을 사용하므로 학교 현장에서 활용이 편리하며, 변압기를 이용하여 전압을 낮춤으로써 안전하게 현 교육과정의 다양한 운동에 대한 이해를 학생 주도적 활동으로 이끌어낼 수 있다는 장점이 있다. 다중섬광 사진의 촬영 및 운동의 분석 뿐 아니라 학생들이 직접 장치를 제작하는 과정에서 LED와 다이오드의 특성, 저항의 개념 및 저항 값 찾기, 교류와 직류, 변압의 원리 등 다양한 물리 개념을 탐구할 수 있어 현 과학 교육에서 강조하는 융합 역량을 신장시킬 수 있다는 면에서 교육적 효용성이 크다. 두 가지 LED 색이 교대로 켜지기 때문에 하나의 광을 사용했을 때보다 물체의 운동을 더 자세하게 볼 수 있고, 스마트 폰으로 사진을 촬영했을 때 학생들의 관심을 크게 끌 수 있다. 본 연구를 통해 교류를 이용한 2색 LED 다중섬광 장치를 손쉽게 제작하여 이를 다양한 운동 분석에 활용함으로써 물리 학습에 대한 흥미 유발과 학습 효과가 증진될 것으로 기대한다.

세슘원자에서의 전자기-유도-흡수

김중복 한국광학회 2000 한국광학회지 Vol.11 No.5

세슘 $D_2$의 F=4$\longrightarrow$ F'=5 전이선에서 전자기-유도-흡수(EIA) 현상을 조사하였다. 축퇴된 2준위 원자계의 공명 주파수에서 발진하는 두 레이저광과 원자매질에서 결맞음 상호작용에 기인한 원자흡수의 급격한 증가를 보았다. 세슘원자에서 EIA가 가능한 조건을 조사하였으며 이러한 흡수 신호의 크기는 레이저 선폭이 좁을수록, 결합광의 세기가 클수록 현저하였다. 또한, 결안맞는 레이저에 의한 펌핑이 있는 경우에 흡수 신호가 증폭되는 것을 볼수 있었다. The electromagnetically induced absorpTIon (EIA) in the transition line, F=4$\longrightarrow$F'=5, of Cs $D_2$ line was lnveslIgaled. We observed the large increase in atomic absorption due to cohelent interaction with two resonanllaser fields. The requuements of EIA in the Cs atoms were investigated experimentally. The magnitude of EIA signal dependIng on both laser jinewidth and the intensity of coupling laser was measured. Also we are able to observe the amplified absorption signal by incoherent optical pumping of atoms into the closed system.system.

그림자 상

김중복 한국현장과학교육학회 2012 현장과학교육 Vol.6 No.1

Even though the shape of an object in a shadow or an image performed by lens or mirror looks similar, they are conceptually completely different from each other. In Korea science curriculum, a shadow is related to straight propagation of light,and an image is related to reflection by mirror or refraction by lens. There is conceptually confusion in both shadow and image, because the same word “상”, which means a shape, is used to two different cases. This paper will help teachers to understand shadow and image by using the situation of “the shadow image". 그림자와 렌즈나 거울에 의해 형성된 상은 물체의 모양을 나타낸다는 점에서 매우 유사하나 물리적으로 큰 차이가 있다. 우리나라 교육과정에서 그림자는 빛의 직진과 관련하여 취급되고 있고, 상은 거울에 의한 반사 혹은 렌즈에 의한 굴절 현상과 관련지어 취급되고 있다. 그림자도 물체의 형태가나타나 보이기 때문에 상(모양)이라는 용어를 사용함으로 인해 개념상의 혼란을 초래하고 있다. 본 해설 논문에서는 “그림자 상”에 관한 상황을 이용하여 그림자와 상에 대한 이해를 돕고자 한다.

전기 방전에 의한 Ca 원자의 4s2 ( 1S0 ) - 4s4p ( 3P0 , 1 , 2 ) 천이에 관한 연구 ( 4s2 ( 1S0 ) -4s4p ( 3P0 , 1 , 2 ) Transition of Ca atoms by the Electrical Discharge )

김점술,김중복,공홍진 대한전자공학회 1987 대한전자공학회 학술대회 Vol.1987 No.1

결맞는 원자매질에서 광펄스의 전파

김경대,김행화,이충희,김수경,권미랑,김중복,문한섭 한국물리학회 2003 새물리 Vol.47 No.4

We measured the group velocity of pulse propagation from negative delay to positive delay in a coherently prepared atomic medium and were able to control the group velocity of pulse propagation by changing the coupling laser intensities, the laser polarizations, and the optical pumping powers. The change from negative delay to positive delay in a coherently prepared atomic medium was theoretically explained through the density matrix equations by changes in the refractive index of the medium from EIA(Electromagnetically induced absorption) to EIT(Electromagnetically induced transparency) due to atomic coherences between Zeeman sublevels. The measured group velocity was the fastest optical pulse speed, -c/15,600, possible due to abnormal dispersion based on the EIA phenomenon. By changing the intensity of the coupling laser in the same transition line, we could vary control the group velocity of the pulse from -c/15,600 to c/3,900, which was possible due to a change from anomalous dispersion to normal dispersion. We were able to control the group velocity by adjusting the polarizations of the lasers and by adding a pump laser. 결맞는 상호작용을 하는 원자 매질에서 광펄스의 전파속도를 초광속에서 초저속까지 변화시킬 수 있었다. 결합광의 세기, 레이저의 편광, 그리고 광펌핑의 세기에 따라서 전파 속도가 변화하는 것을 관측하였으며, 이는 전자기 유도 흡수(EIA) 현상과 전자기 유도 투과(EIT) 현상이 세슘 D$_2$ F = 4 $\leftrightarrow$ F' = 5 전이선 내의 자기 부준위들 사이의 원자 결맞음 상호작용에 의해서 원자매질을 고굴절 매질로 변화시키기 때문이라는 것을 밀도행렬 방정식을 통하여 이론적으로 설명할 수 있었다. 관측한 광펄스의 군속도는 현재까지 측정된 가장 빠른 속도인, $-c$/15,600 으로 이러한 군속도는 EIA에 의한 급격한 이상분산에 의해서 가능하였다. 동일한 전이선에서 결합광의 세기만을 증가시켜 광펄스의 군속도를 $c$/3,900인 초저속으로 줄일 수 있었는데 이것은 원자증기가 EIA 매질에서 EIT 매질로 전환되어 정상분산매질이 되었기 때문에 가능하였다. 이 밖에도 레이저 편광을 조절하거나 펌핑광을 추가함으로써 군속도를 연속적으로 제어할 수 있었다.

Transference of Cold 85Rb Atoms from a Mirror MOT to U-MOT on an External Atom Chip

김중복,유훈,장길동,김정동 한국물리학회 2010 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.56 No.3

We have designed an atom chip for manipulating cold atoms with magnetic fields generated by electric currents. Electric wires with a U shape for a quadrupole trap and a Z shape for the Ioffe-Pritchard trap were printed on the 26 mm × 26 mm chip. This chip was bonded on a 16 × 16× 70 mm3 glass cell. The glass cell was for a mirror MOT. 85Rb atoms are magneto optically trapped near the chip’s surface (mirror-MOT); then, the trapped atoms are transferred from the mirror-MOT to the U-MOT by gradually decreasing the magnetic field for the mirror-MOT while increasing the current for the U-MOT. A transfer efficiency of 27.1% was measured by comparing the fluorescence from the atoms of U-MOT and the mirror-MOT.

마이크 2개 또는 스피커 2개를 이용한 소리 속도 측정

김중복,김은택,남기현,권순신 한국현장과학교육학회 2008 현장과학교육 Vol.2 No.2

We have proposed three methods to measure sound speed, which are measurements of a wavelength (1)using two microphones, (2) moving a microphone between two speakers for standing wave, and (3) moving a speaker for generating a standing wave. We are able to show the same speed in all three cases at the same room temperature 두 개의 마이크를 이용하여 소리의 파장을 측정하여 소리의 속도를 측정할 수 있었으며, 또한, 2개의 스피커를 이용하여 정상파를 만들고 스피커는 고정하고 중간에 마이크를 이동하여 파장을 측정하는 방법과 마이크는 고정하고 한쪽 스피커를 이동하여 파장을 측정하는 방법을 이용하여 소리의 속도를 측정하였다. 세 경우 모두 같은 온도에서 같은 소리의 전파 속도를 얻을 수 있었다.