대학물리61 [전자기학] 비오-사바르 법칙 (Biot-Savart Law) & 앙페르 법칙 ▶ 비오 사바르 법칙 지금부터 쓰는 전자기학 내용은 자기현상에 대한 것입니다. 먼저 자기현상이 어떻게 발견되었는지부터 천천히 알아보겠습니다. 자기현상은 외르스테드가 전류 주위의 나침반 바늘이 움직여지는 것을 관찰하게 되면서 연구가 시작되었습니다. 전기현상과 자기현상은 대응되는 관계가 굉장히 많습니다. 그러므로 표를 통해 비교하면서 쉽게 알아보도록 하죠. 전기현상 자기현상 쿨롱법칙 (전하가 만드는 전기장) 비오-사바르 법칙 (전류=움직이는 전하가 만드는 자기장) 가우스 법칙 앙페르 법칙 전기장의 단위는 N/C 또는 V/m입니다. 자기장의 단위는 테슬라 (T)입니다. 미장 주식인줄 ㅎ 쿨롱 법칙의 경우는 dq대신 전하밀도*미소부피dV를 곱하는 꼴로 표현도 가능했었죠? 비오-사바르 법칙의 경우는 idl대신 전.. 2020. 9. 26. [광학] Hecht 9단원 <간섭> : 영의 이중슬릿 실험 & 프레넬 거울 영의 이중슬릿 실험 영의 이중슬릿 실험은 대략적인 내용이 이러합니다. 그림을 보시면 S라는 광원이 평면파 형태로 단일슬릿에 부딪힙니다. 그러면 작은 틈 사이로 회절이 일어나게 됩니다. 회절된 전파가 다음의 이중슬릿을 만나면 S1,S2라는 새로운 광원이 되어 회절됩니다. 즉, S1과 S2가 구면파 형태로 퍼져나갈 때, 서로 간섭하게 될 경우 상쇄인지 보강인지 스크린에 표시되는 것을 보여주는 실험입니다. 영의 실험을 통해 얻어진 공식을 한번 보겠습니다. 이 때의 조건은 이중슬릿과 스크린 사이의 거리가 광원 S1과 S2 사이의 폭보다 많이 클 때입니다. 폭의 길이를 d라고 하겠습니다. 그러면 i >> d 라고 보시면 되겠죠? 또, 두번째 조건이 있습니다. 광원 S1,S2 사이의 폭의 중심으로부터 P점까지 잇는.. 2020. 6. 2. [광학] Hecht 9단원 <간섭> : 간섭항과 복사조도 기본적으로 전기장은 진폭으로 표현합니다. 자기장이 가지는 역할은 크게 없어요. kr부분은 공간에 대한 표시고, wt는 시간에 대한 표시죠. 코사인파든, 사인파든 표현은 자유입니다. 어쨌든 헥츠 책에는 저렇게 정의되어있으니 책을 따라 적겠습니다. 그러면 간섭의 정의를 살펴봅시다. 간섭이라는 것은 두개의 Source로 부터 나온 전기장 진폭이 만나서 상쇄가 되든, 보강이 되든 하는 것을 말합니다. 즉, 거리가 가까워 서로 영향을 준다는 것이죠. 그러면 우리가 이렇게 표현할 수 있습니다. 입실론1과 입실론2는 위상차를 의미합니다. 이 뜻은 두 전기장진폭이 같은 위치에서 나온 Source가 아닐수도 있음을 고려한 것입니다. 우리가 전기장진폭을 세웠으면 이것의 제곱이 곧, 빛의 세기 (복사조도)와 비례한다는 것을.. 2020. 6. 2. [광학] 하늘은 왜 파랄까? (Feat. 레일리 산란 Rayleigh Scattering) 빛은 알다시피 매질을 통해 전파됩니다. 태양으로부터 뿜어져 나온 전자기파가 이제 지구로 들어오게 되면요, 입사된 전자기파들은 지구의 열권,중간권,성층권쪽에서 존재하는 공기 산란자(Scatter)들에 의해 산란이 되게됩니다. 우리는 이 과정에서 보라색 영역과 파란색 영역대의 가시광선이 산란되기 때문에 위 사진과 같은 하늘색을 보게됩니다. 그러면 이제 이것을 좀 더 자세히 알아봅시다. 공기 중에서는 질소와 산소가 거의 주를 이룹니다. 이들이 가지고 있는 공명진동수는 가시광선이 아닌 UV,IR영역에서 존재하기 때문에 가시광선 영역에서는 '흡수'가 아닌 산란이 일어나게 됩니다. 전자기파가 이제 질소와 산소입자와 만나 이들 주위를 돌고있는 '전자구름'을 오실레이션 시키게 됩니다. 그러면 오실레이션됨으로써, dip.. 2020. 5. 11. [고전역학] 중력퍼텐셜과 만유인력 & 전기장과의 비교 - 만유인력은 질량을 가진 두 물체 사이가 가지는 힘을 의미합니다. 이러한 꼴을 가지고 있는데, 전자기학에서 나오는 전기장과 중력장은 거의 유사한 의미를 가집니다. 아래 표로 제가 간단히 비교해보겠습니다. 전기 중력 힘 쿨롱힘 [F=(kq_1q_2)/r^2] 만유인력(중력) 위에 식과 동일 필드 E=F/q g=F/m 퍼텐셜 E=-∇V g=-∇Φ 퍼텐셜 에너지 U=qV U=MΦ 각각 대응되는게 느껴지시죠? 전기장에서는 질량대신 전하량 q를 쓰고, 중력장에서는 전하량 q 대신 질량 m을 씁니다. V가 전기장에서는 퍼텐셜을 의미한다면 Φ가 중력장에서 퍼텐셜을 의미합니다. 퍼텐셜 에너지라는 것은 각각의 필드 내에서 퍼텐셜을 가지고 있을 때, 시험전하 혹은 시험질량에 대한 영향력을 의미합니다. 2020. 5. 4. [전자기학] 라플라시안 (Laplacian)과 푸아송 방정식 (Poisson Equation) 지금부터는 전자기학 3단원내용입니다. 먼저 소개해드릴 내용은 라플라시안과 푸아송 방정식인데요. 이를 알기 위해서는 먼저 이들을 소개하려면 가우스 법칙 (맥스웰 방정식 1단계)을 먼저 익혀야 합니다. 물론 가우스 법칙정도는 이제 웬만큼 깨우치셨을테니 간단히 적분형 가우스 법칙에서 미분형 가우스 법칙으로 유도되는 과정만 함께 적도록 할게요. 이거를 미분형태로 표현하자는 것인데요. 저 인테그랄 기호가 폐곡면임을 의미하는 것이거든요? dA에 대한 미분이니까요. 그러면 발산 정리에 의해 E dA를 델E와 dV의 곱으로 바꿔줄 수가 있습니다. 그러면 아래처럼 표현이 됩니다. 양변에 dV에 대한 적분이니까, 이를 생략해주면 델E는 부피전하밀도/입실론제로가 될 것 입니다. 이게 이제 전기장에서의 가우스 법칙을 미분형태.. 2020. 4. 20. 이전 1 2 3 4 ··· 11 다음
