[자연과학] 전자기파에 대해서

1. 개요

19세기 중반까지 과학자들은 오로지 가시광선, 적외선, 자외선만을 전자기파로 인식했다. 하지만, James Clerk Maxwell은 빛이 전기장과 자기장의 진행파동임을 밝혔으며 그의 연구에 자극받은 Heinrich Hertz는 추가적인 연구 끝에 오늘날 라디오파(radio wave)로 불리는 파동을 발견했다. 이후 과학자들은 라디오파 외에도 [그림 1]에서 보는 것처럼 X선, 감마선과 같은 다양한 파장을 갖는 빛 또한 전자기파의 범주에 들어갔으며 전자기파의 범주에 들어가는 모든 빛은 진공에서 모두 광속 c의 속도로 움직인다는 것을 알게 되었다.

그림 . 전자기 스펙트럼
2. 속력과 크기의 비
전자기파는 전기장과 자기장을 동시에 갖는 파동이다. 전자기파의 전기장과 자기장에 관한 식은 다음과 같다.

이때 과 은 각각 전기장과 자기장의 진폭이고 는 각각 각진동수와 각파동수이다. 또한 전자기파의 속력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이때 은 유전율 상수로 의 값을 갖는다. 그리고 전기장의 진폭과 자기장의 진폭의 비는 항상 일정하다.

에서 보는 바와 같이 전기장과 자기장의 진폭의 비가 광속으로 일정하므로 임의의 한 점에서 전기장의 크…