전자파 및 평면파

전기기사 필기 2019년 2회 11번

Q문제

진공 중에서 빛의 속도와 일치하는 전자파의 전파속도를 얻기 위한 조건으로 옳은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

ϵ_{r} = 0, μ_{r} = 0

비유전율과 비투자율이 0이면 분모가 0이 되어 속도가 정의되지 않거나 물리적으로 불가능한 상태가 됩니다.

ϵ_{r} = 1, μ_{r} = 1

전자파의 전파속도가 진공 중의 빛의 속도와 같아지려면 매질의 비유전율과 비투자율이 모두 1이어야 합니다.

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Step 1: 전자파의 전파속도 식

v = \frac{1}{ϵ μ} = \frac{1}{ϵ _{0} ϵ _{r} μ _{0} μ _{r}}

을 확인합니다.

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Step 2: 진공 중의 빛의 속도는

c = \frac{1}{ϵ _{0} μ _{0}}

으로 정의됩니다.

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Step 3:

v = c

가 되기 위해서는 분모의 비유전율(

ϵ_{r}

)과 비투자율(

μ_{r}

)의 곱이 1이 되어야 하므로,

ϵ_{r} = 1, μ_{r} = 1

인 조건이 성립해야 합니다.

ϵ_{r} = 0, μ_{r} = 1

비유전율이 0이면 속도가 무한대가 되거나 물리적으로 성립할 수 없는 조건입니다.

ϵ_{r} = 1, μ_{r} = 0

비투자율이 0이면 속도가 무한대가 되거나 물리적으로 성립할 수 없는 조건입니다.

비유전율과 비투자율이 1보다 크면 속도는 어떻게 되나요?

매질 내의 전파속도는 진공 중의 빛의 속도보다 느려지게 됩니다.

전파속도 공식에서 유전율과 투자율은 어떤 관계인가요?

전파속도는 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례합니다.