R6.1 A-11
次の記述は、メタルレンズ(電界面金属レンズ)について述べたものである。\(\boxed{\phantom{1234}}\,\)内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、同じ記号の\(\,\boxed{\phantom{1234}}\,\)内には、同じ字句が入るものとする。また、波長を\(\,\lambda\,[\mathrm{m}]\,\)とする。
- メタルレンズは、導波管内では電磁波の\(\,\boxed{\quad\text{A}\quad}\,\)が自由空間の電磁波の速度より速くなる性質を応用したもので、図1に示すように電界に\(\,\boxed{\quad\text{B}\quad}\,\)な金属板で屈折率が1より小さい凹レンズと同じ作用をするレンズを作って、球面波がレンズを通過する間に波面を揃え、平面波になって放射するようにしたものである。
- 金属板の間隔\(\,d\,[\mathrm{m}]\,\)は一定にする場合があるほか、図2に示すように外側に近いほど狭くして、電磁波の\(\,\boxed{\quad\text{A}\quad}\,\)が\(\,\boxed{\quad\text{C}\quad}\,\)になるようにする場合がある。\(d\,\)が\(\,\lambda/2\,[\mathrm{m}]\,\)より\(\,\boxed{\quad\text{D}\quad}\,\)ときは、導波管の場合と同様に遮断領域となり、レンズ内で電波が減衰する。
\[
\begin{array}{r c c c c}
&\text{A}&\text{B}&\text{C}&\text{D} \\
1&群速度&平行&速く&大きい \\
2&群速度&直角&遅く&小さい \\
3&位相速度&直角&遅く&大きい \\
4&位相速度&平行&遅く&大きい \\
5&位相速度&平行&速く&小さい \\
\end{array}
\]
解法
メタルレンズは、導波管内では電磁波の位相速度が自由空間の電磁波の速度より速くなる性質を応用したもの。
電界に平行な金属板で凹レンズと同じ作用をするレンズを作る。
金属板を外側に行くほど狭くして電磁波の位相速度が遅くなるようにする場合がある。