2011년03월20일 15번

[전기자기학]
유전율이 각각 ε₁, ε₂ 인 두 유전체가 접한 경계면에서 전하가 존재하지 않는다고 할 때 유전율이 ε₁인 유전체에서 유전율이 ε₂ 인 유전체로 전계 E₁ 이 입사각 θ₁=0° 로 입사할 경우 성립되는 식은?

(정답률: 66%)

문제 해설

접한 경계면에서 전하가 존재하지 않으므로 경계면에 수직인 방향의 전기장 성분은 연속적이어야 한다. 따라서 Snell의 법칙에 따라 입사각 θ₁과 굴절각 θ₂는 다음과 같이 연관된다.

sin θ₁/sin θ₂ = ε₂/ε₁

여기서 θ₁ = 0° 이므로 sin θ₁ = 0 이고, 따라서 sin θ₂ = 0 이어야 한다. 이는 θ₂ = 0° 또는 θ₂ = 180°을 의미한다. 하지만 유전체 내부에서는 전기장이 존재해야 하므로 θ₂ = 0°은 불가능하다. 따라서 θ₂ = 180° 이어야 하며, 이는 전기장이 유전체 내부에서 반사되어 돌아오는 경우를 의미한다. 이에 따라 전기장 성분의 비율은 다음과 같이 계산된다.

E₁/E₂ = tan(θ₂ - θ₁) = tan(180°) = 0

따라서 E₁ = 0 이며, 이는 보기 중에서 "

" 가 정답인 이유이다.

이전 문제 다음 문제