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1[7급 국가직 전기자기학] 25년 1회차
무손실 비자성 매질에서 전파하는 균일 평면파의 전기장이 E→(x, t)=20cos⁡(ωt−kx)ay→+20sin⁡(ωt−kx)az→\overrightarrow{E}(x,\ t)=20\cos(\omega t-kx)\overrightarrow{a_y}+20\sin(\omega t-kx)\overrightarrow{a_z} [V/m]일 때, 이 균일 평면파의 전파 방향과 편파 종류를 바르게 연결한 것은? (단, ω\omega는 각주파수[rad/s], kk는 파수[rad/m]이고, 이 균일 평면파는 이 문제지의 지면을 뚫고 나오는 방향으로 전파한다)
전파 방향 편파 종류
1
−x-x 오른손 원형
2
−x-x 왼손 원형
3
+x+x 오른손 원형
4
+x+x 왼손 원형
해설

위상 항이 ωt−kx\omega t-kx이므로 +x 방향으로 진행하고, 전기장이 y→z로 회전하므로 오른손 원형 편파이다.

x=0x=0에서 t=0t=0일 때 E⃗=20ay⃗\vec{E}=20\vec{a_y}, ωt=π/2\omega t=\pi/2일 때 E⃗=20az⃗\vec{E}=20\vec{a_z}로 두 성분의 크기가 같고 위상차가 90°이다.

오른손 엄지를 진행 방향(+x)에 두면 네 손가락이 y→z로 감기므로 오른손 원형 편파다. 지면에서 나오는 파를 마주 볼 때 반시계 방향 회전이다.

  • −x와 오른손 원형: 위상 항이 ωt−kx\omega t-kx이므로 −x 방향 진행이 아니다.
  • −x와 왼손 원형: 진행 방향과 회전 방향이 모두 틀렸다.
  • +x와 왼손 원형: 진행 방향은 맞지만 회전 방향이 반대다.

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