전자파 및 평면파

전기기사 필기 2020년 3회 10번

진공에서의 전자기파 속도는 빛의 속도와 같으며, 약 $3 \times 10^8 m/s$입니다.

Q문제

비유전율 3, 비투자율 3인 매질에서 전자기파의 진행속도

v (m / s)

와 진공에서의 속도

v_{0} (m / s)

의 관계는?

유사 문제 링크

선택지 분석

v = \frac{1}{9} v_{0}

비유전율과 비투자율의 곱에 제곱근을 취하지 않고 그대로 나누어 계산한 오답입니다.

v = \frac{1}{3} v_{0}

매질에서의 전자기파 진행속도는 진공에서의 속도를 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근으로 나눈 값과 같으므로

v = \frac{1}{3} v_{0}

입니다.

•

Step 1: 진공 중에서의 전자기파 속도

v_{0}

는

v_{0} = \frac{1}{ϵ _{0} μ _{0}}

입니다.

•

Step 2: 매질에서의 전자기파 속도

v

는

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

입니다.

•

Step 3: 이를 진공 중의 속도

v_{0}

로 표현하면

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

가 됩니다.

•

Step 4: 주어진 비유전율

ϵ_{r} = 3

, 비투자율

μ_{r} = 3

을 대입하면

v = \frac{v _{0}}{3 \times 3} = \frac{1}{3} v_{0}

가 됩니다.

v = 3 v_{0}

진공에서의 속도에 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근을 나누지 않고 곱하여 계산한 오답입니다.

v = 9 v_{0}

진공에서의 속도에 비유전율과 비투자율의 곱을 제곱근하지 않고 그대로 곱하여 계산한 오답입니다.

매질에서의 전자기파 속도는 왜 진공보다 느려지나요?

매질 내에서는 유전율과 투자율이 진공보다 커지기 때문입니다. 전자기파의 속도는 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례하므로, 비유전율과 비투자율이 1보다 큰 매질에서는 속도가 감소합니다.

진공에서의 전자기파 속도는 얼마인가요?

진공에서의 전자기파 속도는 빛의 속도와 같으며, 약

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

입니다.