[서울시립대 전자장2] 노트정리 - 8. Plane EM Waves

1. plane waves in lossless media (= vacuum)

E(z, t) = E exp[i(kz - ωt)]와 B(z, t) = B exp[i(kz - ωt)]로 나타낼 수 있다. 여기서 E와 B는 각각 전기장과 자기장의 최대 값, k는 파수, ω는 각 주파수를 의미한다. 진공에서 전파되는 평면 EM 파동은 수직 관념으로 진동하는 전기장과 자기장을 포함하고, 이 두 종류의 장은 서로의 에너지를 지속적으로 변환하며 전파된다. 이는 전자기파가 에너지를 전달하는 방식이다. 아울러 이 전파는 전자기파의 파장 λ와 주파수 f 간의 관계, 즉 c = λf를 증명하며, 여기에 c는 빛의 속도이다. 전파 방향으로 진행하는 평면 EM 파는 모든 방향에서의 전기장 E와 자기장 B의 연결을 보여준다. 평면 EM 파의 특징은 전파 방향으로부터의 선형적이고 확장 가능한 속성 덕분에 무한히 넓은 영역으로 퍼져나갈 수 있는 점인데, 이러한 속성은 실제로 진공에서 전자기파가 거대한 거리까지 전파될 수 있도록 만든다. 평면 EM 파의 에너지는 전자기장의 에너지 밀도에 의해 정의될 수 있으며, 이는 전기장과 자기장을 통해 계산될 수 있다. 일반적으로 전기장과 자기장의 에너지 각각은 E²와 B²에 비례하며, 이러한 정의는 에너…