[Section 2] 위상이 다른 두 파동의 중첩 _ 원 편광

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[INTRO]  전자기파동 미리보기

0. INTRO

앞에서는 위상이 동일한 두 파동에 대해서 중첩된 결과에 대해 알아보았다. 그렇다면, 위상이 90도 차이나는 두 파동이 중첩되면 어떤 결과를 가져올까? 진폭이 같고 위상이 90도 다른 두 파동의 중첩 결과에 대해 알아보자.

1. 원 편광 - 파동(Circularly polarized wave)

다음과 같이 진폭이 같고 축이 직교하는 두 전기장 식을 고려하자.

 

진동 방향이 수직한 두 전기장 식

x축과 y축으로 진동하는 두 전기장의 위상이 90도 차이 나게 되면, 두 가지 다른 중첩 파동이 존재한다.
첫 번째 경우는 x축 진동 전기장의 위상이 90도 앞선 경우이다.

 

첫 번째 상황

두 번째 경우는 y축 진동 전기장의 위상이 90도 앞선 경우이다.

 

두 번째 상황

두 가지 다른 상황에 따라서 중첩 파동은 진동축이 계속 바뀌게 되고, 이를 원편광이라고 부른다.
이를 세분화한 우원편광과 좌원편광을 알아보도록 하자.

2. 우원 편광 - 파동(positive circularly polarized wave)

위에서 보인바와 같이, x축 진동 전기장이 90도 앞선 경우를 고려하자. 이 경우, 중첩된 전기장식은 다음과 같다.

 

중첩된 전기장식

두 전기장 식을 중첩한 결과는 다음과 같은 회전 양상을 보인다.

시계 반대방향으로 회전하는 우원 편광

 

원편광의 회전 방향이 중요한데, 전자기파가 관측자에게 다가오는 방향을 기준으로 원편광의 방향을 체크한다. 이 기준으로 우원 편광은 시계 반대방향으로 회전하고 있다.

3. 좌원 편광 - 파동(negative circularly polarized wave)

위에서 보인바와 같이, y축 진동 전기장이 90도 앞선 경우를 고려하자. 이 경우, 중첩된 전기장식은 다음과 같다.

 

중첩된 전기장식

두 전기장 식을 중첩한 결과는 다음과 같은 회전 양상을 보인다.

시계방향으로 회전하는 좌원편광

원편광의 회전 방향이 중요한데, 전자기파가 관측자에게 다가오는 방향을 기준으로 원편광의 방향을 체크한다. 이 기준으로 좌원편광은 시계 반대방향으로 회전하고 있다.

 

* 다음 강의는 타원편광입니다.

[Section 2] 위상이 다른 두 파동의 중첩 _ 타원 편광