38AM56｜第38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、電波の周波数から波長を求め、アンテナ長としてよく用いられる1/4波長を選びます。

電波の速さは、およそ光速と同じです。

• c = 3.0 × 10^8 m/s

波長は次の式で求めます。

• λ = c / f

3 GHz の波長を求めたあと、アンテナ長として λ / 4 を計算します。

解説

周波数は 3 GHz です。

まず、単位を Hz に直します。

• 3 GHz = 3 × 10^9 Hz

電波の速さを 3.0 × 10^8 m/s として、波長 λ を求めます。

• λ = c / f
• λ = 3.0 × 10^8 / 3.0 × 10^9
• λ = 0.10 m
• λ = 10 cm

つまり、3 GHz の電波の波長は10 cmです。

アンテナでは、実用上よく1/4波長アンテナが用いられます。
したがって、適切なアンテナ長は、

• アンテナ長 = λ / 4
• アンテナ長 = 10 cm / 4
• アンテナ長 = 2.5 cm

よって、正答は1です。

ひっかけポイント
3 GHz の波長そのものは 10 cm です。
しかし、問われているのは「アンテナ長として適切な値」です。国家試験では、アンテナ長として1/4波長を考える問題がよく出ます。

選択肢の確認

1．正しい。
3 GHz の波長は 10 cm です。1/4波長アンテナとして考えると、10 cm / 4 = 2.5 cm となります。

2．誤り。
10 cm は 3 GHz の波長そのものです。アンテナ長として適切な値を問う問題では、代表的に1/4波長を考えるため、2.5 cm を選びます。

3．誤り。
25 cm は 3 GHz の波長 10 cm より長く、1/4波長アンテナの長さにも一致しません。

4．誤り。
50 cm は 3 GHz の波長 10 cm の5倍であり、アンテナ長としてこの問題の条件に合いません。

5．誤り。
100 cm は 1 m であり、3 GHz の波長 10 cm と比べて大きすぎます。

覚えるポイント

• 電波の速さは、近似的に3.0 × 10^8 m/sです。
• 波長は、λ = c / fで求めます。
• 3 GHz の波長は、10 cmです。
• 代表的なアンテナ長として、1/4波長アンテナを押さえます。
• 3 GHz 用の1/4波長アンテナ長は、2.5 cmです。