고급물리:전기장 편집하기 (부분)

=== 궁금증 ===
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!질문
!대답
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* 모든 물체의 표면을 이루는 원자 바깥쪽에는 음전하를 띤 전자 구름이 덮여 있다고 알고있는데 우리는 그렇다면 어떤 물체와도 직접 닿아본 적이 없는 것일까?
* 우리가 물건을 손으로 집을 때 느끼는 촉각은 사실은 원자 수준에서 발생하는 전기력이 아닐까?
|일상적으로 물체와 “닿는다”는 것은 두 물체의 원자핵이 맞닿는다는 뜻은 아님. 손과 물체의 전자구름이 매우 가까워지면 전자기적 상호작용과 양자역학적인 효과 때문에 더 가까이 접근하기 어려워짐.

이때 생기는 저항과 손의 변형을 감각기관이 감지하여 우리는 접촉했다고 느낌.

따라서 일상적 의미에서는 분명 물체와 접촉한 것이지만, 원자 수준에서는 작은 공처럼 단단한 입자끼리 직접 맞닿은 것으로 생각하면 안됨.
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* 습도가 높은 여름철에는 공기 중의 수증기가 전하를 어떻게 이동시키길래 정전기가 잘 발생하지 않는 걸까.
|습도가 높으면 물체 표면에 얇은 수분층이 형성되기 쉬움. 물에는 이온 등의 이동 가능한 전하가 포함될 수 있으므로, 건조한 표면보다 전하가 이동하고 빠져나가기 쉬워짐.

수증기가 전하를 마구 운반한다기보다, 습기로 인해 물체 표면의 전기적 전도성이 커진다는 것.
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* 일정한 길이의 직선 도선이 전하를 띤 채로 움직인다면 전기장이 가만히 있을 때와 다르게 구해질까? (만약 광속에 근접하게 운동하면 도선의 길이가 짧아질 텐데도 불구하고, 전기장을 구하는 식에서는 길이만 있을 뿐 시간은 포함되지 않으니..)
|달라질 수 있음.

한 관성계에서 정지한 전하 분포가 다른 관성계에서는 움직이는 전하, 즉 전류로 관측될 수 있음. 따라서 관찰자의 운동 상태에 따라 전기장뿐 아니라 자기장도 함께 나타남.

광속에 가까운 속도에서는 길이 수축과 전하 밀도의 변화도 고려해야 함. 전기장과 자기장은 서로 완전히 독립된 것이 아니라 관찰자의 기준계에 따라 서로 섞여 나타나는 하나의 전자기장임.

정전기학에서 배운 식은 전하 분포가 정지해 있거나 시간에 따른 변화를 무시할 수 있는 경우에 사용하는 식임.
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* 전기장은 진공에서 단순히 한 방향으로 형성되는 것처럼 보이는데, 전선이 90도로 꺾여 있는 경우에는 도선 내부의 전기장이 어떻게 도선의 굴곡을 따라 형성되어 전자의 이동 방향을 바꾸는 것일까?
|전선이 꺾인 부분에서는 도선 표면의 전하 분포가 균일하지 않게 형성됨. 이 표면 전하들이 도선 내부에 굴곡을 따라가는 방향의 전기장을 만듦.

전자가 도선의 모양을 미리 알고 방향을 바꾸는 것이 아니라, 도선 표면에 형성된 전하 분포가 각 지점에서 적절한 방향의 전기장을 만드는 것임.

회로에서 전선을 단순히 등전위선처럼 그리지만, 실제로 전류가 흐르는 저항성 도선 내부에는 작은 전기장이 존재함.
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* 초전도체는 저항이 0인데 우리가 배운 전기 관련 공식이 모두 성립할까
|V=IR 안쓰고 에너지 관련 공식만 쓰면 됨.
초전도체까지 갈 것 없이, 저항이 작은 금속에서 변압기만 봐도 V=IR 성립 안함.

그래서 V=IR이 받아들여지는 데 생각보다 오래 걸림.
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