令和7年1月期 B－2

wavelane の解説（公式の解説ではありません）

TEM 波の定義と性質を 5 つ確かめる。進む向きに成分を持たないこと、中空の管では成り立たないこと、真空での比と速度が順に決まる。

ア: 解答 4（持たない）

横電磁波という名前のとおり、電界も磁界も進む向きの成分を持たない。どちらか一方だけが進行方向の成分を持つのが TE 波・TM 波で、両方とも持たない特別な場合がこれにあたる。

イ: 解答 7（同相）

電界と磁界が同じ位相で振れるからこそ、両者の積で決まる電力の流れが常に進行方向を向き、平均して電力が運ばれる。位相が 90 度ずれていれば行き来するだけで正味の電力が進まず、逆相では流れの向きが反対になってしまう。

ウ: 解答 9（できない）

TEM 波が成り立つには導体が 2 本要る。中空の方形導波管は導体が 1 本しかなく、電位差の相手がないので TEM 波は存在できない。管の中を進めるのは TE 波か TM 波である。同軸や平行二線が TEM 波を伝えられるのは、導体が 2 本あるからである。

エ: 解答 3（120π）

真空の固有インピーダンスは、透磁率を誘電率で割った値の平方根で、約 377 Ω になる。これを円周率で表した形がこの値である。もう一方の候補は約 283 Ω で、覚え違いを誘うために置かれている。

オ: 解答 6（等しい）

真空中の位相速度は、透磁率と誘電率の積の平方根の逆数、すなわち光の速さそのものである。導波管の TE 波・TM 波では位相速度が光速を超えてしまうのと対照的で、この違いが TEM 波の素直さを表している。

ア〜オの解答は 4・7・9・3・6 である。