2003년05월25일 50번
[전기자기학] 지구는 태양으로부터 P[kW/m2]의 방사열을 받고 있다. 지구 표면에서의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?
- ① 377P
-
②
-
③
-
④
(정답률: 알수없음)
문제 해설
전자기파의 전기장과 자기장은 서로 수직이다. 따라서 전기장의 세기와 자기장의 세기는 다른 단위를 사용한다. 전기장의 세기는 V/m이고 자기장의 세기는 T(Tesla)이다.
전자기파의 전기장과 자기장은 다음과 같은 관계가 있다.
E = cB
여기서 E는 전기장의 세기, B는 자기장의 세기, c는 빛의 속도이다.
따라서 전자기파의 전기장의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.
E = cB = 3 x 10^8 m/s x (1/√(μ0ε0)) x B
여기서 μ0는 자유공간의 자기적인 투자율이고, ε0는 자유공간의 전기적인 투자율이다.
μ0ε0 = 1/c^2 이므로,
E = B/√(μ0ε0) = B x 377
따라서 전자기파의 전기장의 세기는 자기장의 세기에 377을 곱한 값이다.
따라서 이 문제에서는 전자기파의 전기장의 세기를 구하는 것이므로, P[kW/m^2]를 전자기파의 전기장의 세기로 변환해야 한다.
P[kW/m^2]는 전자기파의 에너지 밀도이다. 전자기파의 전기장과 자기장은 진폭(amplitude)이 같으므로, 전자기파의 전기장의 진폭은 다음과 같다.
E = √(2P/μ0c)
따라서,
E = √(2 x 1000 x P/μ0c) = √(2 x 1000 x P/8.85 x 10^-12 x 3 x 10^8) = 1.12 x 10^-5 x √P
따라서, P[kW/m^2] = 1367 W/m^2 일 때,
E = 1.12 x 10^-5 x √1367 = 3.6 V/m
따라서, 정답은 "" 이다.
전자기파의 전기장과 자기장은 다음과 같은 관계가 있다.
E = cB
여기서 E는 전기장의 세기, B는 자기장의 세기, c는 빛의 속도이다.
따라서 전자기파의 전기장의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.
E = cB = 3 x 10^8 m/s x (1/√(μ0ε0)) x B
여기서 μ0는 자유공간의 자기적인 투자율이고, ε0는 자유공간의 전기적인 투자율이다.
μ0ε0 = 1/c^2 이므로,
E = B/√(μ0ε0) = B x 377
따라서 전자기파의 전기장의 세기는 자기장의 세기에 377을 곱한 값이다.
따라서 이 문제에서는 전자기파의 전기장의 세기를 구하는 것이므로, P[kW/m^2]를 전자기파의 전기장의 세기로 변환해야 한다.
P[kW/m^2]는 전자기파의 에너지 밀도이다. 전자기파의 전기장과 자기장은 진폭(amplitude)이 같으므로, 전자기파의 전기장의 진폭은 다음과 같다.
E = √(2P/μ0c)
따라서,
E = √(2 x 1000 x P/μ0c) = √(2 x 1000 x P/8.85 x 10^-12 x 3 x 10^8) = 1.12 x 10^-5 x √P
따라서, P[kW/m^2] = 1367 W/m^2 일 때,
E = 1.12 x 10^-5 x √1367 = 3.6 V/m
따라서, 정답은 "
" 이다.연도별
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