2008년05월11일 1번

[전기자기학]
진공중의 점 A에서 출력 50[kW]의 전자파를 방사하여 이것이 구면파로서 전파할 때 점 A에서 100[㎞] 떨어진 점 B에 있어서의 포인팅 벡터 값은 약 몇 [W/m²]인가?

① 4×10-7W/m2
② 4.5×10-7W/m2
③ 5×10-7W/m2
④ 5/5×10-7W/m2

(정답률: 42%)

문제 해설

포인팅 벡터는 전자파가 운반하는 에너지의 양을 나타내는 값이다. 이 문제에서는 출력 50[kW]의 전자파를 방사하고 있으므로, 이것이 시간당 50[kJ]의 에너지를 운반하고 있다고 볼 수 있다. 이 에너지는 구면파로서 전파하므로, 점 A에서 B까지의 거리가 100[㎞]일 때, 이 에너지는 구의 표면적에 고르게 분포된다. 따라서, 점 B에서의 포인팅 벡터 값은 전체 에너지를 구의 표면적으로 나눈 값이 된다.

구의 표면적은 4πr² 이므로, 점 B에서의 포인팅 벡터 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

포인팅 벡터 = (50[kJ/hour]) / (4π(100[km])²) = 4×10^-⁷W/m²

따라서, 정답은 "4×10^-⁷W/m²" 이다.

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