> 케득님께서 말씀하시길....
>
> 도체의 뾰족한 곳에 전하가 많이 모이는 이유가 뭔지 아르켜주세여....
>
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
도체의 전하나 전기장의 분포에 몇가지 특별한 성질이 있는데 이중 질문하신 내용도 포함됩니다. 도체는 전하의 흐름이 원활하므로 초과전하가 도체에 주어진다면 이것들에 의해 생겨나는 전기장에의한 힘 때문에 재빠르게 평형상태로 재배치 하게 됩니다.
(여기서 도체를 구성하는 원자가 가지고 있는 전하는 +, -가 비겨 있으므로 고려대상에서 제외할 수 있습니다. 여기서는 외부에서 투입한 초과전하를 생각합니다. 만일 초과전하가 - 값이라면 전자를 투여한 것으로 이해할 수 있고, 초과전하가 + 값이라면 오히려 도체를 이루는 외곽의 자유전자를 빼어낸 것이지만 이렇게 자유전자가 결핍된 것을 +의 전하를 투입했다고 생각해도 문제가 없습니다.)
도체에 동일 부호의 전하들을 투입하면 이들은 서로 밀어내게 되어 되도록이면 멀리 떨어질려고 합니다. 그러나 도체를 박차고 밖으로 나갈 수는 없기 때문에 그 표면에 적절한 간격으로 배치되어 머무를 수 밖에 없게 됩니다. 서로가 밀어내는 힘은 두 전하사이의 거리에 비례하고, 또한 한 전하가 받는 힘의 방향은 언제나 표면에 수직해야 그 상태를 유지할 수 있다는 것을 염두에 둔다면 도체 표면에 배치되는 전하의 양상을 어느 정도 이해할 수 있습니다.
질문한 내용에서 도체의 뽀족한 부위에 많은 전하가 몰려 있는 것도 엄밀하게 풀어 낼 수도 있겠지만 정성적으로 생각해도 어느정도 이해할 수 있습니다.
(1) 도체 표면에 분포하는 전하는 기본적으로 서로 멀리 떨어지려고 한다. 따라서 표면에서 흩어져 존재한다.
(2) 도체가 구형이라면 표면에 균일하게 분포 할 것이다.
(3) 만일 구형의 도체 한쪽에 마치 뿔처럼 뾰족한 돌출부가 있다면 그 돌출부의 끝은 다른 전하들로부터 비교적 멀리 떨어진 지점이 틀림 없을 것이므로 비교적 많이 몰릴 가능성이 커진다.
(4) 돌출부의 끝에 동일 전하들이 많이 몰리면 서로간의 배척력이 급격하게 커지게 되나 그 방향은 표면에 수직한 방향에 가깝기 때문에 크게 문제가 없다. (아래 그림 참조)
정기수
|
|
님이
남겨주셨습니다.
[Re]뾰족한곳에 전하가 가장 많이..