ケーブル接続点で電磁波は何故反射するのか

         Z1                 Z2
  ------------------o-------------------
      (Vi, Ii) ->       -> (Vt, It)
      (Vr, Ir) <-

１図 特性インピーダンスの異なる線路の接続点に於ける反射

特性インピーダンスの異なる線路の接続点に向かって進行する電磁波が接続点に達したとき、その一部ないし全部が反射して、残りがその先に進むという事実はよく知られていて、例えば、１図で

  Vi = 接続点に向かって進む電磁波の電圧 (V)
  Ii = 接続点に向かって進む電磁波の電流 (A)
  Vr = 接続点で反射した電磁波の電圧 (V)
  Ir = 接続点で反射した電磁波の電流 (A)
  Vt = 接続点を通り抜けた電磁波の電圧 (V)
  It = 接続点を通り抜けた電磁波の電流 (A)

とすれば、下記の結果になることは、多くの文献に記載されています。

  Vr/Vi = (Z2 - Z1)/(Z2 + Z1)
  Vt/Vi = 2*Z2/(Z2 + Z1)

Vr/Vi は電圧の反射係数(Refrection Coefficient)、 Vt/Vi は電圧の透過係数(Transmission Coefficient)と呼ばれます。

実際、多くの人々が、こういった関係を「知っている」のですが、あるとき、ふと、その１人に「ところで、反射は何故起きるのか」と聞いてみたら、考え込んでしまったのです。

この経験が、この種の問題も必要かもしれないと思った理由です。

特性インピーダンスの異なる線路の接続点で何故、電磁波は反射するのでしょうか？これが今回の問題です。

ほとんどの方々にはあまりに幼稚な問題だと思いますが ..

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