전자파 및 평면파

전기기사 필기 2009년 1회 18번

Q: 매질 내에서 전자기파의 속도는 어떻게 구하나요?

매질 내 전자기파의 속도는 진공 중의 빛의 속도($3 \times 10^8 [m/s]$)를 매질의 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근($\sqrt{\epsilon_r \mu_r}$)으로 나누어 구합니다.

Q: 주파수 단위인 GHz는 Hz로 어떻게 변환하나요?

$1 [GHz]$는 $10^9 [Hz]$입니다. 접두어 G(기가)는 $10^9$을 의미합니다.

Q: 파장과 주파수, 전파 속도의 관계는 무엇인가요?

파장($\lambda$)은 전파 속도($v$)를 주파수($f$)로 나눈 값($\lambda = \frac{v}{f}$)입니다. 즉, 주파수가 높을수록 파장은 짧아집니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 전자계
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

비유전율

ϵ_{r} = 4

, 비투자율

μ_{r} = 1

인 매질 내에서 주파수가

1 [G H z]

인 전자기파의 파장은 몇

[m]

인가?

유사 문제 링크

2006-1-q16 2020-3-q7 2019-3-q20 2009-3-q17 2009-3-q11

선택지 분석

0.1m

오답 함정 분석

매질 내 전파 속도 공식을 잘못 적용하여 파장을 0.1[m]로 잘못 계산한 오답입니다.

0.15m

정답 상세 해설

전자기파의 파장은 매질 내에서의 전파 속도를 주파수로 나누어 계산합니다.

•

Step 1: 매질 내에서의 전파 속도(

v

)를 구합니다. 진공 중의 빛의 속도

c = 3 \times 1 0^{8} [m / s]

이므로,

v = \frac{c}{ϵ _{r} μ _{r}} = \frac{3 \times 1 0 ^{8}}{4 \times 1} = 1.5 \times 1 0^{8} [m / s]

입니다.

•

Step 2: 주파수(

f

) 단위를 변환합니다.

1 [G H z] = 1 0^{9} [H z]

입니다.

•

Step 3: 파장(

λ

)을 계산합니다.

λ = \frac{v}{f} = \frac{1.5 \times 1 0 ^{8}}{1 0 ^{9}} = 0.15 [m]

입니다.

0.25m

오답 함정 분석

비유전율의 제곱근을 취하지 않고 속도를 계산하는 등 수식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

0.4m

오답 함정 분석

비유전율 값을 파장 계산에 직접 곱하거나 나누어 잘못 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

매질 내에서 전자기파의 속도는 어떻게 구하나요?

매질 내 전자기파의 속도는 진공 중의 빛의 속도(

3 \times 1 0^{8} [m / s]

)를 매질의 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근(

ϵ_{r} μ_{r}

)으로 나누어 구합니다.

주파수 단위인 GHz는 Hz로 어떻게 변환하나요?

1 [G H z]

는

1 0^{9} [H z]

입니다. 접두어 G(기가)는

1 0^{9}

을 의미합니다.

파장과 주파수, 전파 속도의 관계는 무엇인가요?

파장(

λ

)은 전파 속도(

v

)를 주파수(

f

)로 나눈 값(

λ = \frac{v}{f}

)입니다. 즉, 주파수가 높을수록 파장은 짧아집니다.

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