古典 電磁氣學

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電氣 回路 電氣抵抗 電氣容量 傳導率 誘導係數 온저항 反應抵抗 어드미턴스 電力

공邊 公式 電磁氣場 텐서 4次元 電流 電磁氣 퍼텐셜

科學者 가우스 길버트 로런츠 맥스웰 베버 볼타 비오 앙페르 옴 외르스테드 쿨롱 키르히호프 테슬라 패러데이 포인팅 헤르츠 헤비사이드 헨리

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電磁氣波 (電磁氣波, 英語 : electromagnetic wave ), 電磁波 (電磁波) 또는 電子기복사 (電磁氣輻射, 英語 : electromagnetic radiation , EMR )는 電磁氣場 의 흐름에서 發生하는 一種의 電磁氣 에너지이다. 卽 電氣가 흐를 때 그 周圍에 電氣場과 磁氣場이 同時에 發生하는데, 이들이 週期的으로 바뀌면서 생기는 波動을 電磁氣波라고 한다. ^{[1] [2]} 可視光線 도 電磁氣波에 屬하며 傳播 , 赤外線 , 紫外線 , X線 같은 電磁氣波들은 우리 눈에 보이지 않는다. ^[3]

古典 力學에서 電磁氣複寫는 同時에 陳 磁氣輻射의 效果는 複寫의 一律 (Power)과 振動數에 依存한다. 可視光線이나 더 波長이 큰 電磁氣複寫의 境遇 細胞나 다른 物質에 加해지는 被害는 主로 一律(Power)에 依해 決定되며 이는 수많은 光子들이 合算된 에너지로부터의 加熱에 依한 것이다. 反面에 紫外線이나 더 에너지가 큰 電磁氣複寫의 境遇 化學的 物質이나 살아있는 細胞는 單純한 加熱에 依한 被害보다 더 莫大한 被害를 입게된다. 높은 에너지의 光子의 境遇 個個의 光子들이 分子에 直接的인 影響을 주기 때문이다.

物理學 [ 編輯 ]

理論 [ 編輯 ]

맥스웰 方程式 [ 編輯 ]

맥스웰 은 電氣場과 磁氣場의 波動 方程式을 誘導하여 電氣場과 磁氣場의 波動的인 性質을 밝혀내었으며 그들의 對稱性 또한 發見해냈다. 波動 方程式에 依해 豫測된 電磁氣波의 速力은 測定된 빛의 速力과 一致했기 때문에 맥스웰은 빛이 電磁氣波라고 結論지었다. ^{[4] [5]} 맥스웰 方程式 은 헤르츠 의 라디오파에 對한 實驗을 통해 立證되었다.

맥스웰 方程式에 따르면 空間的으로 變하는 電氣場 은 恒常 時間에 따라 變하는 磁氣場 과 關聯이 있고, ^[6] 마찬가지로 時間的으로 變하는 磁氣場도 空間에 따라 變하는 電氣場과 關聯이 있다. 電磁氣波에서 電氣場의 變化는 한 方向의 磁氣場을 同伴하며 그 反對도 成立한다. 둘 사이의 이런 關係는 둘 中 하나가 다른 것을 誘導시키는 것이 아니라 時間과 空間처럼 둘의 變化는 同時에 일어나며 特殊 相對性 理論 에 깊게 關聯이 있다. 事實 磁氣場은 電氣場의 相對論的인 歪曲이라고 볼 수 있으며 둘의 關係는 時間과 空間의 變化에 對한 比喩 그 以上일 수 있다. 둘은 함께 電磁氣波를 形成하며 이것은 空間으로 뻗어나가며 그 根源에는 影響을 끼치지 않는다. 이렇게 가속되는 電荷에 依해 形成된 電磁氣波 遠距離腸은 空間을 통해 傳達된다.

近距離長과 遠距離腸 [ 編輯 ]

맥스웰 方程式은 電荷들과 電流들이 그들 近處에서의 특정한 形態의 電磁氣場 을 發生시킨다는 것을 보여준다. 또한 이것은 前磁氣輻射와는 다르게 行動한다. 煎類는 直接的으로 磁氣場을 形成하며 이는 電流로부터 距離가 멀어질수록 세기가 弱해지는 磁氣雙極子 같은 形態이다. 비슷한 方式으로 導體에서 電壓差에 依해 움직이는 傳하는 電氣雙極子 形態의 電氣場을 形成하며 이 또한 거리에 따라 減少한다. 이들이 近距離腸 을 形成하게 된다. 이들 中 어떤것도 電磁氣複寫를 이루지 않는다. 代身, 變壓器안에서 電磁氣 誘導나 金屬 探知機의 코일 近處에서 일어나는 現象처럼 그 根源(움직이는 殿下 或은 電流)近處에서 電力을 傳達하는 特定 電磁氣場의 行動과 關聯이 있다. 普通 近距離腸은 그들의 根源地에 엄청난 影響을 미친다. 電磁氣場에서 受容體(receiver)로 에너지가 傳達될 때마다 根源地 또는 傳達體(transmitter)의 電氣的 部下는 增加( 리액턴스 는 減少)된다. 그렇지만 外部 空間으로 이들이 뻗어나가지는 않으며 代身 受容體가 없는 境遇 다시 에너지를 傳達體에 되돌려보내는 式으로 振動하게 된다.

反面에 遠距離腸은 傳達 媒體 없이 傳達되는 輻射이며 卽, 이런 遠距離腸이 生成되려면 根源地에서 이 張을 空間으로 멀리 내보내기 위한 에너지가 必要하다. 이런 電磁氣場에서 根源地로부터 멀리 떨어진 部分을 電磁氣輻射라고 부른다. 이 遠距離張은 그 根源과의 相互作用 없이 뻗어 나간다. 이들은 傳達體(根源)나 受容體와는 獨立的으로 固有의 에너지라는 것이 存在한다는 點에서 獨立的인 存在이다. 一般的으로 이런 波動은 아무런 障礙物이 없을시 根源地로부터 句의 形態로 모든 方向으로 뻗어나가게 된다. 따라서 그 球 위의 한點에 到達하는 電磁氣複寫의 에너지는 逆제곱 法則 을 따르게 된다. 이는 根源地에 가까운 近距離長과는 相反된다. 近距離腸은 逆세제곱 法則을 따라 에너지가 傳達되며 따라서 距離가 멀어질수록 에너지를 保存시켜 傳達하지 못한다. 卽, 距離가 멀어질수록 傳達되는 에너지는 적어지며 損失된 에너지는 다시 根源地로 되돌아가거나 近處의 受容體(變壓器의 두 番째 코일 等)에 傳達된다.

遠距離腸(電子기복사)과 近距離腸은 發生 매커니즘이 다르며 맥스웰 方程式의 서로 다른 港을 만족시킨다. 近距離醬의 磁氣場 部分은 根源地의 電流에 起因한 것인 反面 電磁氣複寫의 磁氣場은 오직 電氣場의 局所的인 變化에만 起因한다. 비슷한 方式으로 近距離醬의 電氣場 部分은 根源地의 電荷 分布에 起因하는 反面 電磁氣複寫의 電氣場 部分은 局所的인 磁氣場 變化에 起因한다. 電磁氣複寫의 電氣場 磁氣場을 發生시키는 過程과 近距離醬의 電氣場 磁氣場을 發生시키는 過程은 距離에 對한 依存性이 서로 다르다. 이때문에 根源地에서 充分히 멀 때 近距離長보다 電磁氣複寫가 더 많은 量의 에너지를 傳達할 수 있는 것이다. 여기서 充分히 멀다는 것은 根源地에서 電氣的 포텐셜이 變하고 電流가 變하여서 바깥으로 뻗어나가는 다른 位相의 電磁氣場(electromagnetic field)을 發生시키게 될 때까지 걸리는 時間동안 그 前에 發生하여 이미 뻗어나간 電磁氣場이 빛의 速度로 傳播되어 到達하게 된 거리를 의미한다.

粒子說과 量子理論 [ 編輯 ]

  量子化 (物理學) 및 陽子光學 文書를 參考하십시오.

黑體輻射 로부터 紫外線 破綻 이 19世紀 後半에 發見됨에 따라 빛의 波動性에 疑問이 提起된다. 1900年에 막스 플랑크 는 黑體 複寫의 스펙트럼을 說明하기 위해 새로운 理論을 提案한다. 플랑크는 이 理論에서 黑體가 放射하는 빛이 不連續的인 에너지 묶음을 가진다고 主張했다. 이 不連續的인 에너지 묶음은 以後 兩者 라 命名되고, 1905年에 알베르트 아인슈타인 은 이 빛의 陽子的 性質을 粒子로 解釋할 것을 提案한다. 이 粒子는 後에 光子 라는 이름이 붙게 된다. 光子의 에너지 E 는 그 振動數 f 에 따라 다음과 같이 敍述될 수 있다.

${\displaystyle E=hf={\frac {hc}{\lambda }}\,\!}$

여기서 h 는 플랑크 常數 , ${\displaystyle \lambda }$는 빛의 波長, c 는 빛의 速力 을 의미한다. 이 方程式은 플랑크-아인슈타인 關係式 이라 불린다. ^[7]

이와 類似하게 빛의 運動量 p 亦是 振動數에 比例하여 다음의 값을 가지게 될 것이다.

${\displaystyle p={E \over c}={hf \over c}={h \over \lambda }}$

原子 가 光子를 吸收하면 그 電子 는 더 높은 에너지 準位 로 移動하여 原子는 全體的으로 들뜬 狀態 가 된다. 이 들뜬 狀態의 電子가 낮은 에너지 準位로 떨어질 때 그 에너지 準位의 差異만큼 빛의 形態로 發散하게 된다. 그러나 電子의 에너지 準位가 不連續的이기 때문에, 元子는 特定 波長의 빛만 吸收하거나 放出할 수 있다. 다른 光子에 依해 觸發되는 빛의 放射現象을 螢光 이라고 한다. 紫外線을 쬐면 빛을 내는 螢光 페인트가 가장 代表的인 例示가 된다. 反面 物體에 빛을 쬔 以後 調査하던 빛을 除去하여도 스스로 빛을 내는 性質을 燐光 理라 한다. ^{[8] [9]}

各州 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]

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電磁氣波

• "Electromagnetism" Archived 2011年 6月 3日 - 웨이백 머신 ? a chapter from an online textbook
• Electromagnetic Waves from Maxwell's Equations on Project PHYSNET .
• Radiation of atoms? e-m wave, Polarisation, ... Archived 2010年 4月 17日 - 웨이백 머신
• An Introduction to The Wigner Distribution in Geometric Optics
• The windows of the electromagnetic spectrum on Astronoo
• Introduction to light and electromagnetic radiation course video from the Khan Academy
• Lectures on electromagnetic waves Archived 2016年 3月 8日 - 웨이백 머신 course video and notes from MIT Professor Walter Lewin
• "Electromagnetic radiation" in the Encyclopædia Britannica
• Physics for the 21st Century Early Unification for Electromagnetism Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics Archived 2016年 12月 19日 - 웨이백 머신