미소한 외팔보나 수정 진동자의 표면에 물질이 부착되면 공진 주파수가 변하는 것을 이용하여 극히 작은 질량을 검출하는 방법에 대한 설명으로 올바른 것은?

정답: B. 부착된 질량이 늘어나면 공진 주파수가 내려가며, 그 변화량으로부터 질량을 구한다

공진 주파수는 √(k/m)에 비례하므로, 표면에 물질이 부착되어 질량 m이 늘어나면 주파수는 내려가며, 작은 변화라면 Δf/f ≈ −Δm/(2m)입니다. 진동자가 작고 가벼울수록 미세한 질량 변화로도 주파수가 크게 변하며, 나노미터급 빔에서는 분자 1개에 가까운 질량도 검출할 수 있습니다. 수정 진동자 마이크로밸런스(QCM)는 증착 장치의 막 두께 모니터로 널리 사용되며, 가스나 생체 분자 센서에도 응용되고 있습니다.

• A. 질량이 늘어나면 공진 주파수는 내려갑니다.
• B. 올바릅니다. 주파수의 저하로부터 부착된 질량을 구합니다.
• C. 공진 주파수는 질량에 의존합니다.