22 - 22장. 전하 22-1 전자기학 •역사 희랍: 1820...

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Unformatted text preview: 22장. 전하 22-1 전자기학 •역사 희랍: 1820 19세기 정전기현상과 자석 발견 Hans Christian Oersted: 전류와 자기현상의 연관 발견 Michael Faraday: James Clerk Maxwell: 전자기 유도현상 발견 전자기이론 확립 •전자기학의 기본방정식: 4개의 맥스웰 방정식 방정식의 이름 방정식과 물리적 내용 ⌠ E⋅d A = q ○ ⌡ ε0 S 전하는 주위에 전기장을 만든다. ⌠ B⋅d A = 0 ○ ⌡ S 자기장 만드는 점원(point source)은 없다. ⌠ E⋅d s = - dΦ B ○ ⌡ dt C 자기장이 시간으로 변하면 전기장이 생긴다. ⌠ B⋅d s = μ ε dΦ E + μ i ○ 00 0 ⌡ dt C 전류가 흐르거나 전기장이 시간으로 변하면 자기장이 생긴다. 전기장에 관한 가우스 법칙 자기장에 관한 가우스 법칙 파라데이 유도법칙 암페어-맥스웰 법칙 22-2 전하 •종류 •양자화 두 종류가 있으며, (+)전하와 (-)전하로 나타낸다. 전하량은 최소단위가 있다 (양자화 되어 있다). q = ne, n = ±1, ±2, ±3,… ; e = 1.60×10 - 19 . •보존 총전하량은 언제나 같다 (보존된다). (전하가 생길 때 부호가 반대인 전하도 동시에 똑같은 양이 생긴다; 사라질 때도 같다.) •정전기력 (쿨롱법칙) 같은 종류의 전하는 서로 밀어내고, 다른 종류는 끌어당긴다. 힘의 방향: 두 전하를 잇는 직선방향, 힘의 크기: 거리의 제곱에 반비례, 전하량의 곱에 비례. F= |q 1||q 2| 1 2 , 4πε 0 r 1 = 8.99×10 9 N⋅m 2/C 2 , 4πε 0 ε 0 = 8.85×10 - 12 C 2/(N⋅m 2 ) 22-3 도체와 절연체 전기전도특성에 따른 고체의 분류 •도체 (conductors) •반도체 (semiconductors) •절연체(유전체) (insulators, dielectrics) ▸초전도체(superconductors) 그 속에서 전하가 움직일 때 저항이 없는 물질 [초전도체는 어느 온도(상전이온도) 이하에서만 초전도성을 띤다.] 표본문제 22-5: 핵 속에서의 정전기력과 중력의 크기 비교 문제 철 원자핵의 반지름은 약 4.0 ×10 - 15 m 이다. 핵의 양쪽에 있는 두 양성 자 사이의 정전기력과 중력은 각각 얼마인가? 풀이 1) 정전기력 F 정전기력 = = 1 4πε 0 2 () 9 e 2 r ( 8.99 ×10 N⋅m /C )( 1.60 ×10 (4.0 ×10 - 15 m) 2 2 2 - 19 C) 2 ≈ 14 N 2) 중력 F 중력 mp =G r2 = 2 () - 35 ( 6.67 ×10 - 11 N⋅m 2/kg 2) (1.67 ×10 - 27 kg) 2 - 15 2 (4.0 ×10 m) N ≈ 1.2×10 ...
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