전자기학
유전체
경계 수직력
2015.3 기출
유전율 ε₁, ε₂ 경계에서 전계가 경계면에 수직일 때 작용하는 힘은?
- ① \(\frac12(\varepsilon_1-\varepsilon_2)E^2\)
- ② \(\frac12(\varepsilon_2-\varepsilon_1)E^2\)
- ③ \(\frac12(\varepsilon_1+\varepsilon_2)E^2\)
- ④ \(\frac12\left(\frac{1}{\varepsilon_2}-\frac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2\) 정답
📖 해설
유전체 경계면
수직입사: \(D\) 연속, 평행: \(E\) 연속. 경계에 작용하는 맥스웰 변형력 \(f=\tfrac12\varepsilon E^2\). 굴절 \(\tan\theta_1/\tan\theta_2=\varepsilon_1/\varepsilon_2\).
풀이
전계 수직(D 연속): \(f=\dfrac12\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2\).
수직입사: \(D\) 연속, 평행: \(E\) 연속. 경계에 작용하는 맥스웰 변형력 \(f=\tfrac12\varepsilon E^2\). 굴절 \(\tan\theta_1/\tan\theta_2=\varepsilon_1/\varepsilon_2\).
풀이
전계 수직(D 연속): \(f=\dfrac12\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2\).