---

광자(Photon)

빛은 파동으로서의 성질뿐만아니라 입자로서의 성질을 갖고 있다.
19세기 초 토마스 영의 이중 슬릿 실험을 통해 빛이 무늬를 생성하면서, 빛의 입자성이 증명되었는데, 빛은 일반적인 물체와는 다르게 입자를 직접 볼 수 없었다.
이에 빛의 입자성을 표현하기 위해 광자(Photon)의 개념이 도입되었으며, 빛을 양자화하여 표현하였다.
광자는 속도가 c일때만 안정적이며, 전하가 존재하지 않고 질량이 없는 기본 입자로 존재한다.

---

전자기파의 에너지

전자기파의 에너지밀도

공간상의 어떤 영역에 전자기파가 존재한다면 단위체적당 복사 에너지, 즉 에너지 밀도 u가 있다고 할 수 있다.
전자기파가 에너지를 저장할 수 있다고 가정하여 에너지가 퍼져나가는 곳을 보도록 하자.
전기장 $\overrightarrow{E}$의 에너지 밀도와 자기장 $\overrightarrow{B}$의 에너지 밀도는 다음과 같다.

$$u_E = \frac{\epsilon_o}{2}E^2 , \ \ \ u_B = \frac{1}{2\mu_o}B^2$$

관계식 $E = cB$과 $c = \sqrt{\epsilon_o \mu_o}$를 사용하여 $u_E = u_B$의 식을 확인할 수 있다.
따라서 공간상에서 전파하는 전자기파는 에너지를 전기장과 자기장 형태로 나누어 가지고 있으며, 총 에너지 밀도는 전기장과 자기장의 에너지 밀도의 합으로 표현된다.

$$u = u_E+u_B = \epsilon_o E^2 = \frac{1}{\mu_o}B^2$$

---

맥스웰 방정식

맥스웰 방정식은 페러데이, 앙페르, 가우스 법칙을 전기장과 자기장의 통합으로 정리한 방정식이다.
맥스웰 방정식은 적분 형태(Integral form)와 미분 형태(Point form)으로 표현한다.

---

정렬 알고리즘

• 정렬 알고리즘은 원소들을 일정한 순서대로 열거하는 알고리즘이다.

• n개의 입력이 주어졌을 때 이를 효율적으로 정렬하는 것은 매우 중요하다.

• 정렬 알고리즘은 크게 수행시간(time complexity), 추가 공간의 필요성(in-place), 중복된 값에 대한 처리유무(stability)로 비교할 수 있다.

이 글에서의 정렬 알고리즘은 주어진 입력이 int형의 배열이라고 가정하고 설명함.

거품 정렬(Bubble Sort)

• 인접한 두 원소의 관계를 검사하여 정렬하는 알고리즘.

• 거품 정렬은 코드가 단순하며 이미 정렬된 입력에 대해 가장 빠르게 수행된다.

---

알고리즘

특정 문제를 해결하기 위해 기술하는 명령문

알고리즘의 요건

1. 완전성과 명확성

• 수행결과의 순서가 완전하고 명확하게 명세되어야 한다.
• 알고리즘이 지시하는대로 실행하면 의도한 결과가 얻어져야 한다.

2. 입력과 출력

• 입력: 알고리즘이 처리해야 할 대상, 제공되는 데이터
• 출력: 입력 데이터를 처리하여 얻은 결과

3. 유한성

• 단계는 유한해야하며 마지막 단계는 종료여야 한다.

---

인터네트워킹 장비

리피터(Repeater)

• OSI 참조 모델의 물리계층에서 동작하는 장비
• 전기나 광 신호를 증폭하는 기능을 수행
    - 매체를 통해 전달되는 신호는 감쇄(auttenuation)가 발생한다.
• 오류 신호도 같이 증폭한다는 단점이 존재함
• 리피터에 의해 연결된 네트워크는 완전히 하나의 네트워크로 동작한다.
• 전송거리에 의한 전송지연의 영향을 받기 쉬워 연결에 제한이 존재한다.

---

Internetworking Architure

1. 개별 네트워크들의 내적 일관성을 유지한다. 인터넷에 접속하기 위해 개별 네트워크의 변경이 불필요하다.
2. 패킷 오류 발생시 소스로부터 재전송한다. (Stupid Network)
3. 게이트웨이 또는 라우터라 불리는 블랙박스를 이용해 네트워크들을 연결한다.
4. 운용 측면에서 볼 때 전체적인 통제(global control)는 불필요하다.

---

중첩의 원칙

파동은 liner system이다.
이는 두 파동의 합은 단순한 위치와 시간에서의 합으로 이루어진다는 뜻이다.

$$wave1 \ \ \ \frac{\partial ^2 \psi_{1}}{\partial x^2}=\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 \psi_{1}}{\partial t^2} \\\\ wave2 \ \ \ \frac{\partial ^2 \psi_{2}}{\partial x^2}=\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 \psi_{2}}{\partial t^2} \\\\ wave1 + wave2 \ \ \ \frac{\partial ^2 (\psi_{1}+\psi_{2})}{\partial x^2}=\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 (\psi_{1}+\psi_{2})}{\partial t^2} \\\\$$

그러나 두 파동의 위상에 따라 합의 결과가 달라질 수 있다.
이를 간섭(Interference)라 하며, 두 파동이 합하여 진폭이 증가할 경우 보강 간섭(In-Phase), 진폭이 감소한 경우 상쇄 간섭(Out-of-Phase)라 한다.

---

조화파 Harmonic Waves

sin함수 형태의 유연한 파동

$$\psi(x,t)=A\sin k(x-vt)$$

진폭

진동의 최대 섭동은 A에 의하여 결정된다.
이를 진폭(Amplitude)라고 한다.

---

빛

빛은 입자이며 파동이다.
빛은 파동이기 때문에 보강과 간섭이 작동하며, 빛은 입자이기도 하므로 빛의 양을 어둡게 하여 입자성을 확인할 수 있다.