> 윤황근님께서 말씀하시길....
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> 교수님의 수고에 늘 감사드립니다.
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> 2가지 궁금한것을 교수님의 도움으로 해결하려고 합니다.
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> 1. 맥스웰의 방정식등에 쓰이는 진공에서의 유전율과 투자율값이 왜 영(0) 아닌지요?
> 저는 진공이면 물질이 없기 때문에 유전율과 투자율값이 없어야된다고 단순하게 생각합니다. 혹시 100% 진공이 없기 때문인지요?
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> 2. 전자기파는 왜 외부 전기장이나 자기장의 영향을 받지 않고 직진하는지도 궁금합니다.
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> 도움 말씀 당부드립니다.
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> - 한여름 무더위속에 교수님과 가족들의 안녕을 기원합니다.-
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물리학의 본질적인 것과 관련이 있어서 쉽게 대답하긴 어려운 문제입니다.
그러나 지금 현재 받아들여지는 이론으로 설명할 수는 있습니다.
1. 유전율과 투자율은 본질적으로는 물질이 가지고 있는 성질이 아닙니다. 이들은 모두 공간이 가지고 있는 성질이어서 물질의 존재와는 무관합니다.
그렇다면 물질의 유전율과 투자율이 진공과는 다르고 따라서 물질이 가진 성질이 아니냐는 생각이 들겠습니다. 단계별로 설명하겠습니다.
(1) 물질이 유전율과 투자율을 가지고 있지 않다.
(2) 물질은 자신에세 걸리는 전기장이나 자기장에 반응하여
주변의 전기장(자기장 언급 생략)을 변화시킨다.
(3) 물질에 의해 공간의 전기장이 왜곡되는 총체적인 효과가 마치 공간의
유전율이 달라진 것처럼 나타난다.
(4) 이것을 편의상 물질의 '유전율'이라 한다.
(5) 물질의 유전율은 원자나 분자의 수준에서는
정의되기 힘든 거시적인 개념이다. 또한 겉보기 효과이다.
따라서 물질이 없어지면 겉보기효과가 제거되어 공간 본래의 유전율이 나타나는 것입니다.
2. 전기장은 전기장과 상호작용하지 않습니다. 단지 전기장은 전하(또는 자기장에 대해서는 전류)와 상호작용을 할 따름입니다. 따라서 전기장과 자기장으로 된 전자기파는 서로 상호작용해서 교란되지 않습니다.
이를 양자장이론으로 설명하면, 전자기장의 상호작용 항이 라그랑지안에 나타나지 않기 때문입니다.
그러나
(1) 물질에 전자기장이 걸리면 물질의 성질이 변한다.
(2) 변화된 성질로 인해서 이것을 통과하는 다른 전기장의
통과 방식이 변한다.
(3) 따라서 전자기장끼리 상호작용하는 것처럼 나타난다.
이러한 것은 가능합니다.
비슷하게 음파와 전자기파가 상호작용하는 것도 있는데 (광탄성 등) 이것도 음파가 만드는 물질의 변화가 이를 통과하는 전자기파(빛)의 행동을 변화시키기 때문입니다. |
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님이
남겨주셨습니다.
[Re]진공의 유전율과 투자율?