전파(電波, electromagnetic wave)

전파는 전자기파(electromagnetic wave)의 한 종류입니다. 전자기파는 전기와 자기 에너지가 서로 영향을 주며 공간을 파동 형태로 전파되는 현상입니다.

전파는 진공, 공기, 물, 유리, 벽 등 다양한 매질을 통과할 수 있으며, 빛의 속도(약 30만 km/s)로 이동합니다. 우리가 말하는 ‘전파’는 주로 주파수가 낮고 파장이 긴 전자기파를 뜻합니다.

전파의 구성

전파는 두 가지 파동이 서로 직각으로 얽혀서 진행합니다:

• 전기장: 전하(전기의 기본 단위)의 움직임에 의해 생기는 장
• 자기장: 전류(움직이는 전하)에 의해 생기는 장

이 두 가지가 서로 영향을 주며 앞으로 나아가는 파동을 형성하는 것이 전파입니다.

전파의 주파수와 파장

• 주파수(Hz): 1초에 몇 번 진동하는지를 나타냅니다. 높을수록 더 빠른 진동.
• 파장(m): 한 번의 진동이 공간에서 차지하는 길이입니다. 주파수가 높을수록 파장이 짧아집니다.

전파는 주파수에 따라 성질과 용도가 달라집니다.

전파의 주요 특성

1. 빛처럼 직진하지만, 파장이 길수록 장애물 회피 능력이 높습니다.
2. 굴절, 반사, 회절 현상을 보입니다. 건물이나 산에 부딪히면 방향이 바뀔 수 있습니다.
3. 감쇠(약해짐): 거리나 장애물이 많을수록 신호가 약해집니다.
4. 간섭: 같은 주파수의 전파끼리는 충돌할 수 있어 혼선이 발생할 수 있습니다.

실생활 속 전파 활용 예시

1. 라디오
   • 방송국에서 음성을 전기 신호로 바꿔 전파로 보냅니다.
   • 우리 라디오는 특정 주파수에 맞춰 그 신호를 수신하고, 다시 소리로 바꿔줍니다.
   • AM은 중파(MF), FM은 초단파(VHF)를 사용합니다.
2. TV
   • 영상과 소리를 전파에 실어 보냅니다.
   • 지상파 방송은 초단파(VHF)와 극초단파(UHF)를 사용합니다.
   • 디지털 TV는 아날로그와 달리 데이터 형태로 전파를 보내 더 많은 정보를 전달할 수 있습니다.
3. 휴대폰
   • 사람의 음성, 문자, 사진, 동영상 등 모든 정보가 디지털 신호로 바뀌어 전파를 통해 기지국과 통신합니다.
   • 2G~5G까지 세대가 높아질수록 사용하는 주파수도 점점 높아지고, 속도도 빨라집니다.
4. 와이파이
   • 집이나 사무실에서 인터넷을 무선으로 사용할 수 있도록 해 줍니다.
   • 보통 2.4GHz와 5GHz 대역의 전파를 사용합니다.
   • 벽이 많으면 전파가 약해지는 이유도 여기에 있습니다.
5. 블루투스
   • 짧은 거리(10m 내외)에서 무선으로 기기 간 정보를 교환합니다.
   • 이어폰, 키보드, 스마트워치 등에 많이 쓰입니다.
6. 전자레인지
   • 마이크로파(약 2.45GHz)를 음식에 쏘아 물 분자를 진동시킵니다.
   • 분자가 진동하면서 마찰열이 발생해 음식이 데워집니다.
7. 스마트키(차량 리모컨)
   • 리모컨에서 차량으로 특정 주파수의 전파를 보내 도어락을 해제하거나 시동을 겁니다.
   • 차량과 리모컨이 서로 ‘암호화된 신호’를 주고받아 도난을 방지합니다.
8. GPS
   • 지구 상공의 인공위성이 전파로 시간과 위치 정보를 끊임없이 전송합니다.
   • 스마트폰은 여러 위성의 전파를 동시에 받아 삼각 측량 방식으로 자신의 위치를 계산합니다.

왜 전파가 중요한가요?

전파는 전선을 이용하지 않고도 정보를 주고받을 수 있게 해줍니다. 덕분에 이동성이 좋아지고, 기기 간 연결이 훨씬 편리해집니다. 오늘날 스마트폰, 와이파이, 위성, 방송, 군사 통신 등은 모두 전파 없이는 성립되지 않습니다.