Chapter 32 전자기파.

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1 Chapter 32 전자기파

2 32 장의 목표 Maxwell 방정식과 전자기파 살펴보기 Sine 형 전자기파의 학습 물질을 지나는 전자기파 살펴보기
전자기파의 에너지와 운동량 계산하기 파의 합성, 전자기파 정상파의 형성 알아보기

3 32.1 맥스웰 방정식과 전자기파 전자기학의 정립에 Ampere 와 Faraday 뒤를 이어 James Clark Maxwell이 있었다. 그는 Gauss, Ampere, Faraday 법칙 등을 함께 넣어 전자기파를 이해할 수 있는 네 개의 방정식으로 정리하였다 맥스웰 방정식의 예측: 전자기파의 존재, 빛은 전자기파의 일종

4 낮은 에너지와 작은 진동수(라디오와 TV) 로부터 높은 에너지와 큰 진동수(감마선)로 나타내었다
전자기 스펙트럼 파장이 길면 진동수는 작다 낮은 에너지와 작은 진동수(라디오와 TV) 로부터 높은 에너지와 큰 진동수(감마선)로 나타내었다 파장 (m) 라디오 TV 적외선 엑스선 마이크로파 자외선 감마선 가시광선 진동수 (Hz) 빨강 주황 노랑 녹색 파랑 보라

5 가시광선 스펙트럼 전체 전자기파 스펙트럼에 대해 가시광선 스펙트럼은 아주 좁은 영역이다 가시광선은 700 nm 의 적색 빛으로부터 400 nm의 보라색 빛까지에 걸쳐있다 표 32.1 가시광선의 파장 보라 파랑 녹색 노랑 오랜지 빨강

6 횡파: 와 는 수직이고 전파방향( )에 대해서도 수직 E = cB 진공속에서 일정한 속력 c를 가지고 진행 매질이 필요 없음
전자기파의 특징 횡파: 와 는 수직이고 전파방향( )에 대해서도 수직 E = cB 진공속에서 일정한 속력 c를 가지고 진행 매질이 필요 없음 전자기파에 대한 오른손법칙: ① 오른손 엄지가 파동의 진행방향을 가리키도록 한다 ② 손가락이 구부러지는 방향으로 전기장 벡터를 90o 회전한다. 그 방향이 자기장 방향이다. 진행방향 = 의 방향

7 32.3 Sine 형 전자기파 평면파 형태의 전자기파 전기장과 자기장은 서로 수직이며 하나의 벡터면 편광에 대해서 생각하면 파원에서 충분히 멀리 있을 때 sine 형 파동으로 표현할 수 있다 넓은 면을 통과해나가는 파들은 여러 방향으로 퍼져 나간다… 전자기파의 발생원 …그러나 작은 면을 통과하는 파들은 거의 같은 방향으로 진행한다, 그래서 이들은 평면파로 취급할 수 있다.

8 Sine 형 전자기파 진공 중 전자기파 유전체 내 전자기파의 속력 파동은 +x-방향으로 진행하며 의 방향과 동일
y-성분만 있음 z-성분만 있음 유전체 내 전자기파의 속력

9 전자기파의 본질과 운동 레이저 빔의 전기장과 자기장 보기 32.1
1.5 MV/m, 10.6 mm CO2레이저의 전기장과 자기장 표현? 전기장, 자기장의 진폭 y-성분만 있음 z-성분만 있음

10 보기 32.1 파수와 각진동수 전기장 자기장

11 32.4 전자기파의 에너지와 운동량 전자기파의 총 에너지밀도: 전자기파의 에너지 흐름률 : Poynting 벡터
정지 면과 dt 후 파면 사이의 공간에는 dU = u Ac dt 의 전자기 에너지가 있다 Poynting 벡터 정지면 dt 후의파면

12 보기 32.3 Sine 형이 아닌 파의 에너지 보기 32.3 E = 100 V/m = 100 N/C 일 때 자기장, 에너지 밀도 u, 단위면적당 에너지 흐름률?

13 연습문제 (32.2) 사인 꼴 전자기파