ENGINEERING/Electromagnetic Wave (12) 썸네일형 리스트형 [Section 3] 불완전한 전도체의 전파상수 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 실제로는 완벽한 절연체와 완벽한 전도체가 없기 때문에, 우리는 각기 다른 매질에서 절연체와 전도체가 가지는 특성을 고려하여 근사식을 새로이 정의하였다. 매질이 절연체이냐, 유전체이냐에 따라 달라지는 전파 상수 근사식에 대해 한 번 알아보자. 1. 전도도가 매우 높은 전도 매질 앞에서 배운 바와 같이 전도도가 0이 아닌 매질에서의 전파 상수는 다음 왼쪽과 같다. 이때 전파 상수의 손실 탄젠트의 항이 오른쪽과 같이 근.. [Section 3] 불완전한 절연체 매질의 전파상수 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 아무리 좋은 절연체더라도 전도도는 존재한다. 예를 들어 공기 또한 절연체이지만 장마철 번개를 우리는 자주 목격한다. 그렇지만, 전도도가 0에 가까운 매질에 한해서 우리는 전파 상수를 최대한 간단하게 고려하는 것이 가능하다. 1. 전도도가 매우 낮은 절연 매질 앞에서 배운 바와 같이 전도도가 0이 아닌 매질에서의 전파 상수는 다음과 같다. 이때 전도도가 0에 근접한 아주 낮은 값에서는 이항 전개(binomial ex.. [Section 3] 손실 매질에서의 전파상수 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 손실 매질에서의 에너지 손실은 전자기파의 전파에 따른 에너지 감소를 의미하고, 해당 매질을 따라 진행하는 파동은 시간이 지남에 따라 결국 소멸에 이를 것을 암시한다. 1. 헬름홀츠 방정식의 변형 기존의 손실이 없는 헬름홀츠 방정식은 다음과 같다. 이 전파 상수 k는 에너지 손실을 고려하지 않았다. 이전에 배운 복잡한 유전율을 사용하여 다시 전파 상수를 다음과 같이 정의할 수 있다. 여기에서 감마를 컴플렉스 전파 상.. [Section 3] 전자기파의 에너지 손실 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 지금까지는 전도도가 없는 매질에서의 전자기파에 대해 다루었다. 그렇다면, 전도도가 0이 아닌 매질에서의 전파는 어떨까? 전도도가 0이 아닌 상황에서는 전자기파가 진행하는 상황에서 발생하는 에너지 손실에 대해 알아보자. 1. 손실 매질(Lossy Media) 손실 매질에서 전도도는 0이 아니다. 그리고 전도도는 전기장의 존재에 따라서 전류밀도를 형성하고, 이는 자기장의 회전량에 영향을 미친다. 따라서 손실 매질을 전.. [Section 2] 위상이 다른 두 파동의 중첩 _ 타원 편광 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 원 편광에서 중첩되는 두 전기장의 진폭은 동일하다. 만약 진폭이 다르면 어떻게 될까? 타원 편광은 위상이 90도 차이 나고 진폭 또한 다른 두 전기장의 중첩 상황에 대해서 설명한다. 1. 타원 편광 - 파동 (Elliptical polarized wave) 편의를 위해서 우원 편광에 해당하는 전기장 식을 고려하도록 하자. 여기에서도 진폭이 다른 두 가지 경우가 존재한다. 첫 번째는 x축 진동 전기장의 진폭이 y축 .. [Section 2] 위상이 다른 두 파동의 중첩 _ 원 편광 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 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. x축과 y축으로 진동하는 두 전기장의 위상이 90도 차이 .. [Section 2] 편광과 중첩 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 지금까지는 전기장의 진동 축을 1차원 상에서만 고려하였는데, 이렇게 하나의 축을 가지고 진동하는 전기장을 선형 편광(linearly polarized)되었다고 말한다. 전기장의 편광은 진동하는 방향 축을 설명한다. 한편, 전기장 페이저 벡터는 기본적으로 시간 조화 함수로 가정하였으므로 파동은 중첩의 원리를 따른다. 그렇다면, 서로 다른 진동 축을 가지는 두 전기장의 중첩 상태는 어떻게 될까? 1. 선형 편광(Lin.. [Section 2] 전자기파의 기본 모드(TEM-WAVE) 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전자기파의 가장 기본적인 가정으로 가로모드 전자기파가 있다. 이 횡 방향 전자기(Transverse Electromagnetic, TEM)이라 불리는 파동은 균일한 위상의 평면파가 특정 방향으로 진행하고 있다고 가정할 때, 전기장과 자기장은 항상 수직 하다는 기본 가정이다. 이 TEM의 기본 가정으로 기술한 전자기장식은 두 가지 장점을 가지고 있다. 1. TEM wave와 평면파 TEM wave와 평면파 가정은 파.. [Section 1] 시간조화 전자기장과 맥스웰 방정식 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 페이저 개념을 맥스웰 방정식에 적용하면, 전자기장의 기술이 더욱 용이해진다. 이번에는 맥스웰 방정식에 페이저 개념을 적용하여 나타나는 파동에 대해 알아보도록 하자. 1. 시간 조화 전자기장에 따른 맥스웰 방정식 시간 변화를 고려하는 전자기장에 대한 맥스웰 방정식과 페이저 개념은 다음과 같다. 자기장에도 페이저 개념을 적용하면, 맥스웰 방정식은 다음과 같이 변형된다. 2. 특수한 조건의 전자기 파동 시간 조화 맥스웰.. [Section 1] 평면파(Plane wave) 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전자기파동의 평면파 가정은 전기장 혹은 자기장의 진동을 같은 방향과 같은 크기 그리고 같은 위상을 갖는 것으로 가정하여 파를 해석하는 단순한 방법이다. 평면파를 설명하는 가장 대표적인 예는 어떤 아주 작은 광원을 점으로 보는 것이다. 광원으로부터 나온 동일한 위상의 파면은 구를 형성하는데, 아주 멀리서 이 파면의 일부는 평면처럼 보이게 된다. 이는 마치 우리가 지면을 평면으로 보는 것과 같다. 1. 헬름홀츠 방정식.. [Section 1] 전자기파동(Electromagnetic wave) 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전자기 공학에서 시간 조화 함수는 가장 일반적인 가정이라고 볼 수 있다. 시간 조화 함수는 사인과 코사인 함수의 성분으로 주기적으로 진동하는 함수를 일컫는다. 이는 중첩의 원리를 통해서 푸리에 함수로 확장하는 것이 가능하다. 즉, 중첩된 주기적인 함수는 어떠한 복잡한 파동 형태라도 묘사할 수 있다. 1. 시간-조화 전자기장 전기장 E와 자기장 B는 자유 공간에서 시간에 따라 공진하는 성격을 가지고 있다. 이는 맥스.. [Section 1] 포텐셜 함수(Potential Functions) 전자기파동 목차보기 [INTRO] 전자기파동 미리보기 맥스웰 방정식을 통해서 유도된것은 빛 또한 전자기파의 일부라는 것이었다. 따라서 전자기파동은 광학에서 다루는 내용과 크게 다르지 않다. 이 전자기파동의 기술에 대해 배우기 전에 전자기 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전기장의 포텐셜 함수는 스칼라 함수이었고, 자기장의 포텐셜 함수는 벡터였다. 맥스웰 방정식에 이를 적용하여, 스칼라 함수가 만드는 방정식에 대해 알아보자. 1. 시간에 의존하는 맥스웰 방정식 시간에 의존하는 맥스웰 방정식에 전자기장의 포텐셜 함수를 적용해 보자. 먼저, 벡터 포텐셜을 다음과 같이 패러데이의 법칙에 적용한다. 좌항을 우항으로 넘기면 다음과 같아진다. 이 식은 회전 연산자 내부의 항은 회전하지 않는다는.. 이전 1 다음
