半波長コンデンサと平面波は相互作用するでしょうか？

質問

半波長コンデンサと平面波は相互作用するでしょうか？

半波長の長さを持つ平行平板を用いてコンデンサを構成してそこへ直流電圧をかけます。
するとＱ＝ＣＶで両方の電圧にそれぞれ逆符号の電荷が蓄えられます。
コンデンサの電極厚みや導電損失は無視できるとします。コンデンサは水平方向に置きます。
このとき添付図の左から垂直偏波を持つ平面波をコンデンサに向かって衝突させます。

（１）コンデンサの電極は入射電磁波の境界条件を満たすため何事もなく通り過ぎる。

（２）半波長の２枚の電極はＴＥＭ共振器を構成する。厚みによって決まる端からの放射
　　　Ｑは有限な値を持つ。そのため入射電磁波は電極の端で反射を起こし一部エネルギ
　　　ーがコンデンサ内に共振エネルギーとして捕まえられる。

（３）電磁波と物質との相互作用は基本的に電気的なものである。二つの電極に蓄積された
　　　電極が入射波と衝突を起こして一部散乱または吸収される。

どれも間違っているかも知れませんが私は（１）か（２）ではないかと思っています。（３）
は電気的に関係ありそうですがコンデンサは固定されているので関係ないかなとも思いますが
自信がありません。コンデンサは電気ダイポールアンテナのようにみえませんか？

　ＥＭＣの仕事をやりながらふと気になって質問させていただきました。よろしくお願いします

回答No.2

KEN_2 · ベストアンサー

ANo.1 です。
暫く留守にしていまして返信が遅れました。

説明で完璧にイメージ出来ました。
>入射電磁波はコンデンサの長さの２倍の波長を持つ高周波（マイクロ波）です。
高周波（マイクロ波）でしたら、1/2、3/2、2倍の波長で充分に（２）が考えられますね。

>それから決してコンデンサでアンテナを作ろうと思っているわけではありません。どちらかといえばコンデンサが外部のノイズを拾うのではと心配しているのです。
これは現実問題としてコンデンサに限らず発生していますね。
現在SMT部品のチップ化が主流になり影響が軽減されていますが、リード部品しかない時代は顕著に問題が発生しており、パターン設計と部品リード長さを気にしたものです。
部品が異常に発熱したり、最悪は発煙する部品もありました。
実回路ではチップコンデンサの容量の異なる種類を複数取り付け、特定の周波数で共振周波数を持たない様に設計しているのであまり問題になることはありません。

お礼

ご回答ありがとうございました。私はミリ波のような短波長の電磁波なら影響するかも
知れないと心配したのですが、複数コンデンサ等で解決している仁尾ですね。安心しました。

回答No.1

KEN_2

面白い検討ですね。
私も（1）が濃厚で、（2）も多少可能性はありますが、電磁波は高周波の交流ですよね。
垂直偏波で1/2λの平板ですから、もし一部のエネルギーが誘起されても平板のコンデンサ
で打消すので結果変わらないのではないでしょうか。
水平偏波でも同じでしょうね。（ごめんなさい・・・）

＞コンデンサは電気ダイポールアンテナのようにみえませんか？
その様に思いたいですね・・・・・（残念ですが）

「添付図の左から垂直偏波を持つ平面波・・」は脳内思考回路で補足しました。

補足

ご回答ありがとうございました。添付図については大変失礼しました。初めての試みだったのですが
アップロードできませんでした。申し訳ありません。

入射電磁波はコンデンサの長さの２倍の波長を持つ高周波（マイクロ波）です。絵がないのでうまく説明できませんが水平偏波のときは電界方向に薄い金属板があるため境界条件を満たさず大きな反射を起こすと思います。それで垂直偏波を使ったのです。

コンデンサを共振周波数で励振すると垂直偏波を出すアンテナになりますよね。効率が悪いと
しても少しは漏れると思います。その放射方向は最初に設定した平面波の入射方向も含みますから
逆に受信アンテナのような働きもするのではと想像します。

言い換えればやっぱり一部トラップされる（２）になるのではないでしょうか。もう一度コメント頂ければありがたく思います。

それから決してコンデンサでアンテナを作ろうと思っているわけではありません。どちらかといえばコンデンサがが外部のノイズを拾うのではと心配しているのです。よろしくお願いします。