2014년05월25일 18번

[전기자기학]
전자파가 유전율과 투자율이 각각 ε₁, μ₁인 매질에서 ε₂, μ₂ 인 매질에 수직으로 입사할 경우 입사전계 E₁과 입사자계 H₁ 에 비하여 투과전계 E₂ 와 투과 자계 H₂ 의 크기는 각각 어떻게 되는가? (단, 이다)

① E2, H2모두 E1, H1에 비하여 크다.
② E2, H2모두 E1, H1에 비하여 적다.
③ E2는 E1에 비하여 크고, H2는 H1에 비하여 적다.
④ E2는 E1에 비하여 적고, H2는 H1에 비하여 크다.

(정답률: 49%)

문제 해설

전자파가 매질에서 전파될 때, 매질의 유전율과 투자율에 따라 전자파의 속도와 파장이 변화하게 된다. 이 때, 전자파가 수직으로 입사할 경우, 입사전계 E₁은 입사각도와 관계없이 일정하게 유지되며, 입사자계 H₁은 입사각도에 따라 변화한다. 그리고 이러한 입사전계 E₁과 입사자계 H₁이 다른 매질로 들어가면서 투과전계 E₂와 투과자계 H₂로 변환되는데, 이 때 전자파의 크기는 보존되므로 E₁과 E₂, H₁과 H₂의 크기는 서로 반비례한다. 따라서, ε₂ > ε₁이면 E₂는 E₁에 비하여 적고, μ₂ < μ₁이면 H₂는 H₁에 비하여 크다. 따라서 정답은 "E₂ 는 E₁ 에 비하여 적고, H₂ 는 H₁ 에 비하여 크다."이다.

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