전자기파란 무엇일까?

#1 전자기파란?

전자기파, 전자파 또는 전자기복사는 전자기장의 흐름에서 에서 발생하는 일종의 전자기 에너지이다. 즉 전기가 흐를 때 그 주위에 전기장과 자기장이 동시에 발생하는데, 이들이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 전자기파라고 한다. 가시광선도 전자기파에 속하며 전파, 적외선, 자외선, X선 같은 전자기파들은 우리 눈에 보이지 않는다.

 

고전 역학에서 전자기복사는 동시에 진자기복사의 효과는 복사의 일률과 진동수에 의존한다. 가시광선이나 더 파장이 큰 전자기복사의 경우 세포나 다른 물질에 가해지는 피해는 주로 일률에 의해 결정되며 이는 수많은 광자들이 합산된 에너지로부터의 가열에 의한 것이다. 반면에 자외선이나 더 에너지가 큰 전자기복사의 경우 화학적 물질이나 살아있는 세포는 단순한 가열에 의한 피해보다 더 막대한 피해를 입게된다. 높은 에너지의 광자의 경우 개개의 광자들이 분자에 직접적인 영향을 주기 때문이다.

 

 

#2 물리학

• 맥스웰 방정식 - 맥스웰은 전기장과 자기장의 파동 방정식을 유도하여 전기장과 자기장의 파동적인 성질을 밝혀내었으며 그들의 대칭성 또한 발견해냈다. 파동 방정식에 의해 예측된 전자기파의 속력은 측정된 빛의 속력과 일치했기 때문에 맥스웰은 빛이 전자기파라고 결론지었다. 맥스웰 방정식은 헤르츠의 라디오파에 대한 실험을 통해 입증되었다.
• 근거리장과 원거리장 - 맥스웰 방정식은 전하들과 전류들이 그들 근처에서의 특정한 형태의 전자기장을 발생시킨다는 것을 보여준다. 또한 이것은 전자기복사와는 다르게 행동한다. 전류는 직접적으로 자기장을 형성하며 이는 전류로부터 거리가 멀어질수록 세기가 약해지는 자기쌍극자 같은 형태이다. 비슷한 방식으로 도체에서 전압차에 의해 움직이는 전하는 전기쌍극자 형태의 전기장을 형성하며 이 또한 거리에 따라 감소한다. 이들이 근거리장을 형성하게 된다. 이들 중 어떤것도 전자기복사를 이루지 않는다. 대신, 변압기안에서 전자기 유도나 금속 탐지기의 코일 근처에서 일어나는 현상처럼 그 근원(움직이는 전하 혹은 전류)근처에서 전력을 전달하는 특정 전자기장의 행동과 관련이 있다. 보통 근거리장은 그들의 근원지에 엄청난 영향을 미친다. 전자기장에서 수용체로 에너지가 전달될 때마다 근원지 또는 전달체의 전기적 부하는 증가된다. 그렇지만 외부 공간으로 이들이 뻗어나가지는 않으며 대신 수용체가 없는 경우 다시 에너지를 전달체에 되돌려보내는 식으로 진동하게 된다.

 

• 입자설과 양자이론 - 흑체복사로부터 자외선 파탄이 19세기 후반에 발견됨에 따라 빛의 파동성에 의문이 제기된다. 1900년에 막스 플랑크는 흑체 복사의 스펙트럼을 설명하기 위해 새로운 이론을 제안한다. 플랑크는 이 이론에서 흑체가 방사하는 빛이 불연속적인 에너지 묶음을 가진다고 주장했다. 이 불연속적인 에너지 묶음은 이후 양자라 명명되고, 1905년에 알베르트 아인슈타인은 이 빛의 양자적 성질을 입자로 해석할 것을 제안한다. 이 입자는 후에 광자라는 이름이 붙게 된다. 

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전자기파에 대한 포스팅은 잘 보셨나요?

포스팅을 쓰면서 우리 눈에 보이지 않는 것들 중에 많은 전자기파들이 있다는걸 알게 된 것 같아요!

더불어 물리학의 이론까지 배우게 되서 참 알찬 포스팅이었던 것 같습니다! :-)

그럼 다음에도 더 좋은 포스팅으로 올게요 !