물리학 전반에 대한 개론 성격의 과목이다. 역학, 열역학, 전자기학 및 현대물리학 등이 기본을 이룬다. 학생들에게 물리학의 핵심에 대한 소개를 하는 것을 목적으로 하여, 학생들은 이 과정을 통하여 주어지는 물리적 상황들을 물리적 모델로 바꾸어 이를 해석적으로 분석하는 일련의 기능을 익히게 된다. 본 과목은 고학년 강의를 수강하기 전에 반드시 이수하여야 하는 과목이다.
수준Ⅰ물리학과 컴퓨터
컴퓨터는 수학과 마찬가지로 물리학 전공자의 필수 도구가 된지 오래다. 본 교과목에서는 배우기 쉬우면서도 강력한 범용 컴퓨터 프로그래밍 언어인 Python의 기초를 다룬다. 다양한 알고리듬과 프로그래밍 기법 등은 앞으로 배울 전산물리학과 게임물리학 및 시뮬레이션물리학의 근본을 이룬다.
수준Ⅱ역학
물리학의 근간이 되는 힘과 에너지의 개념에 입각하여 거시적인 현상들의 기계론적인 이해를 도모하여, 여타의 전공과목들에 필요한 방법론들을 배운다. 뉴턴의 운동법칙, 에너지 보존관계, 단진동운동, 관성계, 비관성계, 천체의 운동의 이해와 같은 기본적인 개념을 배운다.
수준Ⅱ역학연습Ⅰ
문제를 푸는 과정을 통하여 깊이 있는 논의를 함으로써 물리적인 개념 등 강의 내용과 연결하여 일반역학에 대한 이해를 넓히고 높게 하며 그 응용력을 키운다.
수준Ⅱ응용해석Ⅰ
물리학을 공부하는 데 필요한 수학적 방법에 관한 지식을 습득하는 데 중점을 두어 수열의 수렴 및 합, 함수의 급수전개, 벡터의 곱, gradient, divergence, curl 등 벡터 미분과 벡터 적분, 좌표계의 변환, 행렬등과 고유벡터와 고유값 구하는 법, 복소수 등을 다룬다.
수준Ⅱ전자물리학개론
물리학 및 광물리학 실험의 기반이 되는 기초전자공학을 디지털 회로를 중심으로 학습한다 . 특히 OP amp 를 이용한 다양한 회로 설계 , 논리 게이트와 플립플랍을 이용한 하드웨어 프로그래밍 , 되먹임 제어 회로의 이론을 학습한다.
수준Ⅱ전자물리학실험
전자물리학개론 교과목에서 다루게 될 아날로그 및 디지털 전자공학 기초회로이론에 대한 실험실습을 진행한다.
수준Ⅱ전자기학I/연습
전하에 의해 생겨나는 여러 전자기적 현상들을 이해하기 위한 과목으로 Coulomb의 법칙, 전기장, Gauss 법칙, 전기퍼텐셜, 전기 에너지 등의 기초적인 전기 이론과 유전체 속에서의 여러 전기현상들을 다룬다. 컬, 다이버전스 등의 벡터 미분의 수학 지식을 필요로 한다. / 연습에서는 전자기학 I의 여러 문제를 푸는 과정을 통하여 깊이 있는 논의를 함으로써 물리적인 개념 등 강의 내용과 연결하여 전자기학에 대한 이해를 넓히고 높게 하며 그 응용력을 키운다
수준Ⅱ응용해석Ⅱ
물리학의 법칙들이 대부분 미분방정식의 형태로 주어지므로 이들의 해를 구하는 것을 주안점으로 두어 1차 및 2차 상미분방정식의 여러 가지 해법, 변수분리법 및 급수전개를 이용하여 편미분 방정식의 해를 구하는 법을 배우고, 이밖에 함수의 Fourier 급수 전개 및 Fourier 변환방법, Dirac 델타함수의 성질 등을 다룬다.
수준Ⅱ기하광학
빛을 광선의 개념으로 보고 빛이 매질의 경계면을 지나 진행하는 과정에서 발생하는 각종 현상 들을 분석하고 응용하는 방법을 소개한다. 렌즈, 프리즘, 거울 등의 기초 광학 소자들의 특성을 이해하기 위한 실험 실습이 병행된다. 강의에서는 전자기학의 경계조건을 이용한 굴절 법칙을 출발점으로 하고, 이로부터 근축 어림을 적용한 가우스 결상 조건을 거쳐 광학 기기론에 이르는 범주의 주제들이 내용에 포함한다. 또한 컴퓨터를 이용하여 간단한 광학 시스템을 구성 및 분석하는 방법도 강의의 일부로 소개한다.
수준Ⅱ기하광학실험
고전적 개념으로 보는 빛의 거동을 실험을 통하여 확인할 수 있는 활동을 중심으로 한다 . 즉 빛의 반사 , 굴절 및 렌즈에 의한 영상의 결상 및 이를 이용하는 광학기기의 특성 및 구조 등을 실험과 실습을 통하여 체험하고 관련 이론을 검증한다 . 이 과정을 통하여 수강자들에게 일반적 광학계에 대한 실증적 이해도를 높이는 것을 목표로 한다 .
수준Ⅱ전산물리학개론
물리학은 크게 이론물리학 , 실험물리학 그리고 전산물리학으로 나눌 수 있다 . 역학과 전자기학 등이 이론물리학이라면 전자물리학실험과 기하광학실험 등은 실험물리학에 속한다 . 전산물리학에서는 컴퓨터를 이용하여 수치적 방법으로 다양한 자연현상을 발견하고 설명한다 . 본 교과목에서는 전산물리학에서 필요로 하는 여러 가지 기본 알고리즘을 배우게 된다 . 여기에는 방정식과 연립 방정식의 해 , 행렬의 계산 , 미분법과 적분법 및 미분 방정식의 해 등이 있다 . 프로그래밍 언어로는 물리학과컴퓨에서 배운 Python 이나 범용 C++ 또는 계산용 전문 소프트웨어인 Mathematica 를 사용할 수 있다 .
수준Ⅲ양자물리학
미시적 세계에서 고전 물리학이 적용되지 않는 현상에서 시작하여 입자의 파동성을 감안하는 양자역학의 기본적 양식인 Schroedinger 방정식을 도입하고, 이를 여러 형태의 퍼텐셜에 대해 적용하여 에너지 준위 및 파동함수를 구하는 법을 다룬다. 그리고 이들 결과에 대한 확률적 해석과 이에 따른 불확정성의 원리, 상응원리와 같은 고전물리학과의 차이 및 상관관계 등 양자물리학의 의미를 알아본다. 다음으로 3차원의 파동방정식과 다입자의 파동방정식, 파동함수에 대한 미분방정식를 사용하지 않는 연산자법에 의한 양자역학의 기술방법, 각운동량을 양자역학적으로 기술하는 법 등을 다룬다. 종합적으로 수소원자를 양자역학의 관점에서 해석하고 고전물리학과의 차이에 대해 공부한다
수준Ⅲ양자물리학연습
양자역학에 관련된 문제를 푸는 과정을 통하여 깊이 있는 논의를 함으로써 양자적인 개념 등 강의내용과 연결하여 양자물리학에 대한 이해를 높이고 응용력을 키운다.
수준Ⅲ전자기학Ⅱ
전자기 I에서 배운 기초적인 전기 이론을 바탕으로 자기장, 자기 쌍극자, 물질내에서의 자기적 현상들을 배우고 전기와 자기가 상호작용하여 일어나는 전자기 유도현상과 맥스웰방정식, 전자파 발생 현상 등을 공부한다.
수준Ⅲ파동광학
빛의 거동 중에서 광선의 개념으로 설명하기 어려운 기타의 현상들을 다루기 위해 파동으로서의 빛을 이해하고 그 속성을 활용하는 주제들을 중심으로 한다. 편광을 이용한 벡터로서의 빛을 도입한 뒤에는 파동방정식으로부터 파동의 속성과 전파에 관련된 물리량들을 이해하면서 이를 발전시켜 회절과 간섭의 제 현상과 응용 사례 등을 소개한다. 후반부에서는 레이저의 물리적 원리와 그 속성 및 활용 특성 등을 포함한다.
수준Ⅲ파동광학 실험
파동광학 강의에서 다루는 내용들은 일상 생활에서 쉽게 접할 수 없지만 광응용 기기에서는 성능의 한계를 결정짓는 중요한 기능을 하고 있다 . 본 과목은 특수한 조건 하에서만 관찰할 수 있는 빛의 파동으로서의 성질을 체험하고 이론과의 상화 대조 및 검증을 통하여 파동으로서의 빛의 성질에 대한 이해를 증진시키는 것을 목표로 한다 .
수준Ⅲ열및통계물리학
우주에 존재하는 다양한 물질들은 수많은 원자와 분자들로 구성되어 있다. 이들 물질계의 거시적 성질들은 계를 구성하는 입자들의 개개의 거동, 즉, 미시적 상태에 관계된다. 열역학에서는 우선 수많은 입자의 미시적 상태를 고려하지 않고 경험과 실험적 근거를 통한 계의 거시적 물리량들 간의 관계들을 알아보고 이를 문제에 응용하는 법을 배운다. 통계역학에서는 이와 같은 거시적 성질들을 미시적 관점에서 이해하고 물질계를 구성하는 입자들을 통계적 방법으로 취급하는 것을 공부한다.
수준Ⅲ정보표시소자물리학
현대 첨단기술의 총합으로 각광받고 있는 각종 디스플레이의 구현원리를 물리학의 관점에서 파악한다. 특히 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma panel display), FED(field emission display) 등 평판형 디스플레이(flat panel display)와 관련된 방전물리, 색채과학, 전계이론, 액정 물리 등을 소개한다. 이를 통해 산업체의 요구에 부응하는 기술적 소양을 배양할 수 있도록 한다.
수준Ⅲ게임엔진물리학
게임엔진물리학은 컴퓨터나 비디오 게임 개발에 필요한 물리학과 이와 관련된 알고리즘을 배우는 교과목으로 게임물리학 트랙의 핵심 교과목이다 . 게임을 보다 현실감 있게 만들기 위하여 물리학에서 배운 법칙들을 게임 개발 소프트웨어에 도입하는 것이다 . 본 교과목에서는 물리학과컴퓨터에서 배운 VPython 을 중심으로 포물체 운동과 슈팅 게임 , 충돌과 컬링 게임 그리고 입자계와 유산탄의 폭발에 관하여 배운다 . 게임엔진물리학에서 다루는 알고리즘은 애니메이션이나 영화의 특수효과 제작에도 적용할 수 있다 .
수준Ⅲ응용광공학 개론
현대의 광 응용 기법은 광학적 정밀측정기법 . 광섬유 . 레이저 및 복사계측 학 등 여러 분야를 아우르고 있다 . 본 강의에서는 이러한 추세에 맞추어 간섭계 활용법 , LED 의 이해 , 광섬유 특성 및 복사계측학 등에 걸친 어려 주제를 고르게 섭렵한다 .
수준Ⅲ응용광공학 실험
광공학 개론 과목의 내용을 실험으로 검증함으로써 주제의 이해를 증진하기 위하여 , 간섭계 제작 및 형상 측정 , LED 제작 과 광통신 기초 , 색채 및 복사 실험 및 기타 유관 주제들을 시의 적절하게 선정하여 다룬다 .
수준Ⅲ애니메이션물리학 I
물리학이 관여하는 디지털 콘텐츠에는 컴퓨터 게임뿐만 아니라 삼차원 애니메이션과 영화의 특수효과가 있다 . 여기서 다루는 물리학을 물리기반 애니메이션이라고 부른다 . 애니메이션에서는 장면을 실시간으로 화면에 출력할 필요가 없기 때문에 게임엔진물리학보다 좀 더 복잡하고 정교한 물리 시뮬레이션을 요구한다 . 본 교과목에서는 잘 알려진 디지털 콘텐츠 제작 전문 소프트웨어인 Maya 를 중심으로 삼차원 가상공간에서의 모델링과 애니메이션을 배운다 . 이를 통하여 아주 정교한 삼차원 객체를 생성할 수 있으며 애니메이션을 구현할 수 있다
수준Ⅳ애니메이션물리학Ⅱ
애니메이션물리학 1 에서 소개한 디지털 콘텐츠 제작 전문 소프트웨어인 Maya 의 모델링과 애니메이션 기능 이외에 렌더링과 동역학 기능을 추가로 배운다 . 특히 동역학 기능은 강력한 물리학 시뮬레이션 도구로 강체들 간의 충돌이나 입자계를 이용한 유체의 시뮬레이션 등을 구현할 수 있다 . Maya 는 스크립트 언어로 Python 을 채택하고 있다 . 물리학과컴퓨터나 게임엔진물리학에서 배운 Python 지식을 Maya 에 적용하여 보다 전문적인 영역을 개척할 수 있다 .
수준ⅣSPECIAL TOPICS IN DISPLAY TECHNOLOGY
모든 디스플레이에 공통적으로 요구되는 색채과학, 디스플레이 평가와 관련된 기술특강과 아울러 [정보표시소자 물리학에서 다루는 여러 디스플레이 분야 중 학생들의 요구나 담당교수의 연구 방향에 따라 특화된 디스플레이 분야에 대한 전문 기술을 다룬다.
수준ⅣSelected Topic in Classical Physics
이 강의에서는 고전 물리학에서 중요한 의미를 갖는 주제들을 정리하여, 이미 관련 강의를 수강한 학생들에게 학습한 내용을 더 높은 차원에서 되새겨 볼 수 있는 기회를 제공하는 것을 목표로 한다. 주 내용으로는 유효숫자의 개념과 적용법, Newton 역학체계의 태동과 본질, 천체운동의 역학적 이해, 에너지 본존 법칙의 배경과 그 의미, 유체역학 개론, Maxwell 방정식의 태동과 후폭풍, 파동과 진도, 열과 온도 등 고전물리학의 요점을 정리한다. 본 강의는 영어로 진행한다.
수준Ⅳ고체광학 개론
현대의 정보사회를 이끌고 있는 첨단기술은 반도체 등의 신소재의 물성과 레이저 등의 발전에 바탕을 두고 있다. 이 강좌에서는 자연에 존재하는 여러 물질, 특히 고체 상태 물질들의 기본적인 물리적 특성, 특히 밴드이론에 의한 물리적 특성과 반도체 소자의 원리, 레이저의 원리 등을 배운다
수준Ⅳ광학설계입문 I
광학설계의 기본적인 원리 및 광설계에 사용되는 대표적 기법인 광선추적기법(ray tracing technique)을 소개하고 이 기법에 기반해 광학 시뮬레이션을 진행하는 방법을 다룬다. 광선추적기법에 기반한 대표적인 시뮬레이션 소프트웨어에 대한 초보적인 사용법을 익힌다.
수준Ⅳ광학설계입문Ⅱ
맥스웰 방정식을 이용한 수치계산 방법인 FDTD (Finite Difference Time Domain) 방법에 대해 소개하고, 이를 이용한 박막 또는 나노구조체에서의 전자기파의 진행 양태에 대해 시뮬레이션하는 실습을 진행한다.
수준Ⅳ캡스톤 디자인 I /Ⅱ
응용광학 분야의 연구 주제를 하나 정한 후 지도교수의 지도 하에 해당 주제에 대한 연구를 진행하면서 해당 주제를 잘 표현할 수 있는 모델이나 작품을 설계, 제작한 후 발표한다. 특히 광산업 분야의 주요 연구 주제와 연관되어 진행될 수 있도록 한다.
수준Ⅳ조명기술특강
조명기술을 이해하기 위해 필요한 광학지식, 용어를 개괄한 후에 백열등, 형광등 등 기존의 조명기술에 대해 서술한 후에 반도체 조명, OLED 조명 등 최신 조명기술을 다룬다. 특히 조명의 광학적 구조를 최적화하기 위해 필요한 과학적, 기술적 접근 방법에 대해 구체적으로 다룬다.
