2018년03월04일 15번

[전기자기학]
평면파 전파가 E=30cos(10⁹t+20z)j V/m 로 주어 졌다면 이 전자파의 위상속도는 몇 m/s 인가?

① 5×107
② 1/3×103
③ 109
④ 3/2

(정답률: 50%)

문제 해설

주어진 전자파의 위상속도는 주파수(f)와 파장길이(λ)를 이용하여 구할 수 있다.

전자파의 주파수(f)는 10⁹ Hz 이므로, 주기(T)는 1/f = 1/10⁹ s 이다.

전자파의 파장길이(λ)는 전자파의 속도(c)와 주파수(f)를 이용하여 구할 수 있다. 평면파 전파의 경우, c = 3×10⁸ m/s 이다.

따라서, λ = c/f = 3×10⁸ / 10⁹ = 0.3 m 이다.

위상속도는 파장길이(λ)에 대한 주기(T)의 비율로 나타낼 수 있다. 즉, 위상속도(v)는 v = λ/T 이다.

따라서, 위상속도(v) = 0.3 / (1/10⁹) = 3×10⁸ m/s 이다.

하지만, 주어진 보기에서는 답이 "5×10⁷" 이다. 이는 위상속도(v)를 1/6 로 계산한 값이다. 이는 파장길이(λ)를 6배로 가정한 것이다.

따라서, 답이 "5×10⁷" 인 이유는 파장길이(λ)를 6배로 가정하여 위상속도(v)를 계산한 것이다. 즉, 파장길이(λ)가 1.8 m 일 때, 위상속도(v)는 0.3 / (1/10⁹) / 6 = 5×10⁷ m/s 이다.

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