1.2 고전물리학 - 4. 전자기학과 전자기파

F=ma를 다루는 분야는 뉴턴역학(역학)

뉴턴역학은 1687년 <프린키피아>를 발표로 완성됨!

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전자기학이란?

F=ma에서 전자기력을 공부함.

우리 주위에 나타나는 현상이 거의 대부분 전자기락이다.

* 쿨롱

비틀림 진자 실험을 통해

전하를 발견하고 전기력에 대한 것을 실험을 통해 발견

@ 쿨롱의 법칙(1784년)

두 전하 사이에 작용하는 전기력

전하란?

전기력이 작용하는 원인(양전하, 음전하)

- 전기력이 작용하는 원인은 전기장 때문이다.

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19세기 외르스테드

1820년 4월 우연히 전류가 흐른 도선 주위에 나침반이 움직이는 것을 발견함!

전하와 자석사이에 힘이 작용한다는 것을 알게됨.

이후 비오, 사바르, 암페어라는 인물이 법칙을 발견

* 비오 & 사바르

1820년 전류 사이의 자기력에 대한 법칙을 발견

* 암페어

1820년 전류가 흐르는 도선 사이에 작요하는 힘에 대한 법칙

이로인해 전기현상과 자기현상을 증명함

전기현상의 원인은 전하(전기장에서 전하가 전기력을 받음)

자기현상의 원인은 자석(자기장에서 자석이 자기력을 받음)

※ 자기현상의 원인은 움직이는 전하에 의해서 밝혀짐

막대에 코일을 감으면 막대자석이 됨(=전자석)

막대자석=전자석이다.

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패러데이

움직이는 전하가 자기장을 만들기 때문에

움직이는 자석이 전기장을 만들수도 있다 생각함

자석이 움직이면 전기장이 생긴다는 것을 암(패러데이 법칙)

파동!

매질이 움지는 모습

※파동방정식이 나오게 됨(맥스웰)

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맥스웰

쿨롱의 법칙, 비오-사바르법칙, 패러데이 법칙이

한 가지로 통합된 관점으로 표현할 수 있음을 밝힘

전자기학을 집대성함!

전기장과 자기장이 만족하는 미분방정식을 유도함

전자기파의 존재를 이론으로 예언!

※전자기 유도 법칙

전기장이 변함 > 자기장이 생김 > 자기장이 변함 > 전기장이 생김 > 전기장이 변함

상관관계가 있음

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이후 빛의 속도를 측정하고, 맥스웰이 말한 이론과 일치하면서

빛도 하나의 전자기파라는 것이라고 생각하면서

20세기에 빛에 의해서 비약적으로 물리학이 발전함.