파동이란 무엇인가? 만약에 위치, 시간을 넣었을 때 그 지점에서의 파동의 변위(진폭)를 알려주는 함수가 있다면, 그 함수가 파동을 표현하고 있다고 볼 수 있을 것이다. 이 함수에 대한 방정식을 세워보자. 줄을 잡고 흔들면 파동이 생긴다. 파동이 생기는 원인은 장력이다. 파동의 한 지점에서의 합력을 계산하고, 뉴턴 방정식에 대입하면 되지 않을까?...

전자기장이 각운동량도 갖고 있을까? 고전역학에서 각운동량은 다음과 같다. [\vec{L} = \vec{r} \times \vec{p}] 전자기장이 갖는 각운동량 밀도는 다음과 같다. [\vec{l} = \vec{r} \times \vec{g} = \epsilon_{0} \vec{r} \times (\vec{E} \times \vec{B})] ...

전자기학의 운동량 보존 법칙이 무엇인가? 고전역학의 운동량 보존 법칙이 무엇인가? 고립계의 알짜 외력이 0일 때, 계의 모든 운동량 변화량의 합이 0이라는 것이다. [\sum_{i} \frac{d \vec{p_{i}}}{dt} = 0] 물체가 받는 힘은, 그 물체의 운동량의 변화율과 같다. [\vec{F} = \frac{d \vec{p}_{mec...

전자기학의 에너지 보존 법칙은 무엇인가? 전자기장의 에너지는 보존되지 않는다. 전하의 에너지도 보존되지 않는다. 하지만 (전자기장의 에너지 + 전하의 에너지)는 보존된다. 전자기장과 전하(물질)는 서로 에너지를 주고받으며 상호작용하기 때문이다. 전자기학의 에너지는 크게 세가지로 구분한다. (1) 전자기장 자체가 갖는 에너지, (2) 전자기파로 인해 ...

연속 방정식 (전하보존법칙)은 어떻게 유도되는가? 전하의 시간 변화율은 경계면에서 빠져나가거나 들어온 전류와 같음을 이용한다. 그리고 전류는 (\vec{J} \cdot d \vec{a})와 같다. 부피 V에 들어있는 전하량은 다음과 같다. [Q(t) = \int_{V} \rho(t) d\tau] 경계면 (S)를 통해 흘러 들어오거나 빠져나가는 전...

키르히호프의 법칙이 무엇인가? (1) 키르히호프의 전류 법칙 (KCL) : 회로 내의 어떤 지점에서든지 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합은 같다. [\sum_{k} I_{k} = 0] 예를 들어 위의 상황에서 키르히호프의 전류 법칙을 적용하면 [I_{1} + I_{2} - I_{3} - I_{4} - I_{5} = 0] 과 같다. (...

단위길이당 감은수 n의 코일에 전류 I를 흘릴 때 자기장을 어떻게 계산할까? 준정적 상황으로 가정하여, 앙페르 법칙을 사용하자. (\nabla \times \vec{B} = \mu_{0}\vec{J})의 적분 꼴은 다음과 같다. [\int_{S} (\nabla \times \vec{B}) \cdot d\vec{a} = \mu_{0} \int_{...

맥스웰 방정식이 무엇인가? [\nabla \cdot \vec{E} = \frac{\rho}{\epsilon_{0}}, ~\nabla \times \vec{E} = - \frac{\partial B}{\partial t}, ~\nabla \cdot \vec{B} = 0, ~\nabla \times \vec{B} = \mu_{0}\vec{J}] 위 네...

상호 인덕턴스가 무엇인가? 두 고리중 하나의 고리에 전류를 흘리면 그 전류가 자기장을 만든다. 그 자기장의 선속이 도선을 지나면서 선속 규칙 (\varepsilon = - \frac{\partial \Phi}{\partial t})에 따라 기전력을 만든다. 그 기전력에 의해 다른 도선에 전류가 흐른다. 한쪽 도선에 흘린 전류를 통해 다른 도선에 생기는...

패러데이 법칙이 무엇인가? [\nabla \times \vec{E} = - \frac{\partial \vec{B}}{\partial t}] (a) 실험에선 균일한 자기장 위에 일부만 걸친 도선을 움직이면 (\varepsilon = - \frac{{\partial \Phi}}{\partial t})의 기전력이 생김을 보인다. (b) 실험에선 도...