39AM56｜第39回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

1

この問題のポイント

この問題では、電磁波の波長と半波長アンテナの長さを求めます。

無線 LAN の IEEE 802.11a は、問題文にあるように 5 GHz 帯を利用します。

アンテナの長さを求めるときは、まず波長 λ を求めます。

• λ = c / f

ここで、

• λ：波長
• c：電磁波の速さ
• f：周波数

です。

半波長アンテナなので、求める長さは λ / 2 です。

解説

電磁波の速さは、真空中や空気中ではおおよそ次の値を使います。

• c = 3.0×10^8 m/s

周波数は 5 GHz なので、Hz に直します。

• 5 GHz = 5.0×10^9 Hz

計算の流れ

まず、波長 λ を求めます。

• λ = c / f
• λ = 3.0×10^8 / 5.0×10^9
• λ = 0.060 m

m を cm に変換します。

• 0.060 m = 6.0 cm

これは1波長の長さです。

問題では半波長のアンテナの長さを問われているため、

• 半波長 = 6.0 cm / 2
• 半波長 = 3.0 cm

したがって、最も近い選択肢は 3 cm です。

ひっかけポイント
5 GHz から求めた 6 cm は1波長です。

問題では「半波長のアンテナ」とあるため、さらに 2 で割ります。

国家試験ではここを押さえる
無線通信やアンテナの問題では、

• 周波数が高いほど波長は短い
• 波長は λ = c / f で求める
• 半波長アンテナは λ / 2
  をセットで確認します。

選択肢の確認

1．正しい。
5 GHz の電磁波の波長は約 6 cm です。半波長アンテナではその半分なので、約 3 cm となります。

2．誤り。
6 cm は、5 GHz の電磁波の1波長に近い長さです。半波長アンテナでは、これを 2 で割る必要があります。

3．誤り。
9 cm は、5 GHz の半波長としては長すぎます。計算すると半波長は約 3 cm です。

4．誤り。
12 cm は、5 GHz の波長や半波長とは一致しません。波長 6 cm の約2倍に相当します。

5．誤り。
18 cm は、5 GHz 帯の半波長アンテナとしては長すぎます。5 GHz は周波数が高いため、アンテナ長は数 cm 程度になります。

覚えるポイント

• 電磁波の波長は λ = c / f で求める。
• 電磁波の速さは、おおよそ 3.0×10^8 m/s を使う。
• 5 GHz = 5.0×10^9 Hz に単位変換する。
• 5 GHz の波長は約 6 cm である。
• 半波長アンテナの長さは 約3 cm である。