<p style="text-align: left;">안녕하세요 저는 생물전공입니다. 통합과학의 전기 에너지 생산 부분을 가르치고 있는데 공부하면서 이해가 가지 않는 것이 있어서요 ㅠㅠ<br>검색해서 찾아보았는데 아래 사진처럼 설명이 있지만, 비전공자가 이해할 수 없는 내용이라서 좀 더 풀어서 설명해 주실 수 있으실까요?<br><br>저 사진의 설명 외에 방법이 없으면 그냥 지식형으로 외우라고 하려고 하는데<br>일단 선생인 제가 이해가 안되니까 여기에서라도 물어봅니당…!</p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/3E5/1fabddba4e0d28d2ee1e7c9a323c2b14f84727ab" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/3E5/1fabddba4e0d28d2ee1e7c9a323c2b14f84727ab" data-origin-width="1024" data-origin-height="964"></div><p><br><br><br><br><br><br><br><br><br>---------------------------[카페 알림]----------------- 지우지 마세요.<br>1. 매매글 금지 ★★★ </p><p>  - 전자상거래법 강화로 매매글은 예고 없이 삭제됨을 알려드립니다. </p><p>  - 바로 삭제되는 글 : (글과 '비댓' 모두 해당) </p><p>    ① '삽니다' 또는 '팝니다' 언급. </p><p>    ② 저작권이 있는 저작물(무단 복사 전재 배포 금지)의 PDF 파일 언급. </p><p>    ③ 금액 언급. </p><p>  - 비댓에 언급되어도 삭제됩니다. 쪽지 권장합니다. </p><p>  - 저작권 없는 자료에 한하여 무료나눔은 가능합니다.</p><p> </p><p>2. 비댓 금지입니다! ★★★★★</p><p>------------------------------------------------------- 지우지 마세요!<br><br></p>
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첫댓글1. 렌츠의 법칙은 일종의 에너지 보존 법칙으로 설명해주시면 될 듯합니다. 만약 렌츠의 법칙이 반대로 형성된다면 자석을 가져갔을때 자기선속의 변화가 증폭되고 유도 기전력이 이를 더 크게하면서 다시 자기선속이 증폭되고를 반복하면 점점 더 큰 전류가 흐르게 됩니다. 이는 에너지 보존법칙에 위배됩니다.
2. 자연은 변화를 싫어합니다. 그렇기에 자기선속을 줄이는 방향으로 생성된다로 설명도 가능합니다.
3. 사진의 답의 내용을 보면 자기장이 한 면을 나가고 들어가는게 0이 되기 위해 추가적으로 들어오는 자기장을 막는 방향으로 생성된다고 설명하고 있습니다. 자기장은 끊어지지 않은 자기력선으로 원형으로 그려지게 되는데 (사진참고) 원형 고리를 통과하는 총량이 0이 되어야한다는 의미입니다.
생물전공이시니깐… 쉽게 비유해서 같이 생각해볼 수 있는 주제가 관성인거 같네요. 마침 통합과학에도 운동량 충격량 파트에 관성이 있죠. 물체가 움직이다 갑자기 멈추면 원래 운동하던 상태를 유지하고 싶어지는 것처럼, 코일에서 전류의 흐름에 의해 코일 내부에 자기장이 형성되야 하는데 자연은 변화를 싫어하기에 반대로 유도 전류가 유도되고 자기장도 반대로 생기게 되죠. 회로에서 연결시 잠깐만 그렇게 되고 다시 원래의 방향으로 흐르게 됩니다! 버스에서 갑자기 출발할때 몸이 뒤로 쏠렸다가 기사님이 엑셀을 땠을때 우리가 원래대로 돌아오는 것과 비슷하죠
안녕하세요 비사범대인 물리학과 졸업생입니다. 윗분들이 정말 설명을 잘 해주셨는데, 본문에 있는 설명 조금 첨언하고자 댓글 남깁니다.
전하는 전기장을 만들고 자석은 자기장을 만듭니다.
여기서 재미있는 점은, 전하를 기준으로 껍데기를 감싸면 나가는 전기장만 있고 들어오는 전기장은 없을 수도 있습니다. 헌데 자석을 기준으로 껍데기를 감싸면 나가는 자기장과 들어오는 자기장의 양이 항상 같습니다.
그럼 자석의 N극과 S극을 분리하면 나가는 자기장과 들어오는 자기장을 분리할 수 있지 않을까? 싶었지만 결국 전자 하나 단위까지 분리해도 N극과 S극이 공존하게 됩니다.(spin 때문입니다.) 그래서 전기 홀극은 전하가 있지만, 자기 홀극은 존재하지 않고 항상 쌍극(dipole)의 형태로 존재한다고 하는 거구요. (홀극은 장을 만드는 source이고, 쌍극은 source와 sink가 같이 있는 것입니다.)
@물리공부중이에요근데 사실 이것도 한 법칙으로 다른 법칙을 부연 설명한 것 뿐이고.. 다른분들 말씀처럼 애초에 법칙이 왜 성립해야 하냐? 라고 하면 아무도 모릅니다. 그냥 자연이 그렇게 생겼습니다.
교수님 말마따나 자기 홀극을 밝히려는 노력은 계속되어 왔지만, 전기 홀극은 있는데 자기 홀극은 없다는게 지금까지 물리학의 결론입니다.
하지만 그런 법칙도 위와 같이 수식으로 기술하면서 수십개였던 전자기 법칙들을 맥스웰이 4개로 줄여서 아름다운 대칭성을 보이게 되고... 그러면서 파동 방정식과의 연관성을 통해 빛이 매질없이 전파되는 전자기파라는 것도 수식으로 보일 수 있었습니다.
개인적으로는 학생 때 법칙이자 그냥 외워야하는 기본 개념으로 치부하는 것이 굉장히 무책임하게 느껴졌는데, 대학교와서 공부하다보니 법칙이나 원리를 수식으로 기술하면서 법칙과 원리로 구성된 자연 세계를 더 잘 이해할 수 있더라구요. 이 부분을 위의 예시를 설명하면서 아이들에게 이야기해주면 좋지 않을까 싶어서 길게 남겨보았습니다.
@물리공부중이에요실제로 전기적 현상의 세기보다 자기적 현상들의 세기들이 실험실에서는 수백배 작기 때문에 자기는 전기의 그림자일 뿐이라고 하는 사람들도 있습니다ㅋㅋ 그래서 전기랑 자기가 별개의 것이 아니라 사실 하나의 현상의 두 가지 측면이라고 보면 왜 전기가 자기를 만들고 혹은 그 역이 가능한지 받아들이기 더 쉬울 것 같습니다 :)
첫댓글 1. 렌츠의 법칙은 일종의 에너지 보존 법칙으로 설명해주시면 될 듯합니다. 만약 렌츠의 법칙이 반대로 형성된다면 자석을 가져갔을때 자기선속의 변화가 증폭되고 유도 기전력이 이를 더 크게하면서 다시 자기선속이 증폭되고를 반복하면 점점 더 큰 전류가 흐르게 됩니다. 이는 에너지 보존법칙에 위배됩니다.
2. 자연은 변화를 싫어합니다. 그렇기에 자기선속을 줄이는 방향으로 생성된다로 설명도 가능합니다.
3. 사진의 답의 내용을 보면 자기장이 한 면을 나가고 들어가는게 0이 되기 위해 추가적으로 들어오는 자기장을 막는 방향으로 생성된다고 설명하고 있습니다.
자기장은 끊어지지 않은 자기력선으로 원형으로 그려지게 되는데 (사진참고) 원형 고리를 통과하는 총량이 0이 되어야한다는 의미입니다.
어머나 선생님,,, 1번 읽자마자 한번에 이해하였습니다. 에너지 보존 법칙으로 깔끔하게 설명되는 내용이군요! 수업에 정말 많은 도움이 될 것 같습니다. 자세한 설명 감사합니다!
깊게 공부하시는 선생님에게 박수를 보냅니다
물리 전공이지만, 처음 듣는 얘기네요 자기 홀극은,,
위에 설명해 주신대로 에너지 보존 법칙, 혹은 뉴턴 제 3 법칙 (작용 반작용의 법칙으로) 이해하시는 것이 편하실 듯 합니다
선생님, 직접 검색도 해주시고 정말 감사드려요! 말씀해 주신대로 에너지 보존 법칙으로 설명해보려구요 ㅎㅎㅎ 자세한 설명 감사드립니다!
생물전공이시니깐… 쉽게 비유해서 같이 생각해볼 수 있는 주제가 관성인거 같네요. 마침 통합과학에도 운동량 충격량 파트에 관성이 있죠. 물체가 움직이다 갑자기 멈추면 원래 운동하던 상태를 유지하고 싶어지는 것처럼, 코일에서 전류의 흐름에 의해 코일 내부에 자기장이 형성되야 하는데 자연은 변화를 싫어하기에 반대로 유도 전류가 유도되고 자기장도 반대로 생기게 되죠. 회로에서 연결시 잠깐만 그렇게 되고 다시 원래의 방향으로 흐르게 됩니다! 버스에서 갑자기 출발할때 몸이 뒤로 쏠렸다가 기사님이 엑셀을 땠을때 우리가 원래대로 돌아오는 것과 비슷하죠
예시까지 들어주시고,, 너무나 감동입니다. 에너지 보존 법칙으로도 설명하고 덧붙여 관성의 개념까지 한 번 넣어볼게요, 학생들에게 풍부한 설명이 될 것 같네요. 자세한 설명 감사합니다!
법칙입니다. 아직 안 밝혀짐
안녕하세요 비사범대인 물리학과 졸업생입니다. 윗분들이 정말 설명을 잘 해주셨는데, 본문에 있는 설명 조금 첨언하고자 댓글 남깁니다.
전하는 전기장을 만들고 자석은 자기장을 만듭니다.
여기서 재미있는 점은, 전하를 기준으로 껍데기를 감싸면 나가는 전기장만 있고 들어오는 전기장은 없을 수도 있습니다. 헌데 자석을 기준으로 껍데기를 감싸면 나가는 자기장과 들어오는 자기장의 양이 항상 같습니다.
그럼 자석의 N극과 S극을 분리하면 나가는 자기장과 들어오는 자기장을 분리할 수 있지 않을까? 싶었지만 결국 전자 하나 단위까지 분리해도 N극과 S극이 공존하게 됩니다.(spin 때문입니다.) 그래서 전기 홀극은 전하가 있지만, 자기 홀극은 존재하지 않고 항상 쌍극(dipole)의 형태로 존재한다고 하는 거구요. (홀극은 장을 만드는 source이고, 쌍극은 source와 sink가 같이 있는 것입니다.)
본문에서는 이를 이용해서
자기장은 폐곡면을 기준으로 들어오는 양과 나가는 양이 같아야 한다.
=> 자기장이 증가하면 그만큼 감소하는 자기장이 필요하다. => 그러면 감소하는 만큼의 자기장을 만드는 전류가 발생한다.
로 설명하고 있는 것입니다.
조금 더 익숙한 용어로 설명하면, 발산양을 이용해서 홀극이 있는지 알아보는 법칙인 가우스 법칙으로 자기장의 변화를 저항하도록 전류가 생긴다는 패러데이 법칙을 설명했다고 보시면 될 것 같습니다.
@물리공부중이에요 근데 사실 이것도 한 법칙으로 다른 법칙을 부연 설명한 것 뿐이고.. 다른분들 말씀처럼 애초에 법칙이 왜 성립해야 하냐? 라고 하면 아무도 모릅니다. 그냥 자연이 그렇게 생겼습니다.
교수님 말마따나 자기 홀극을 밝히려는 노력은 계속되어 왔지만, 전기 홀극은 있는데 자기 홀극은 없다는게 지금까지 물리학의 결론입니다.
하지만 그런 법칙도 위와 같이 수식으로 기술하면서 수십개였던 전자기 법칙들을 맥스웰이 4개로 줄여서 아름다운 대칭성을 보이게 되고... 그러면서 파동 방정식과의 연관성을 통해 빛이 매질없이 전파되는 전자기파라는 것도 수식으로 보일 수 있었습니다.
개인적으로는 학생 때 법칙이자 그냥 외워야하는 기본 개념으로 치부하는 것이 굉장히 무책임하게 느껴졌는데, 대학교와서 공부하다보니 법칙이나 원리를 수식으로 기술하면서 법칙과 원리로 구성된 자연 세계를 더 잘 이해할 수 있더라구요. 이 부분을 위의 예시를 설명하면서 아이들에게 이야기해주면 좋지 않을까 싶어서 길게 남겨보았습니다.
긴 댓글 읽어주셔서 감사합니다!
앗 그리고 마지막으로, 전류가 자기장을 생성할 수 있는 이유는 뭐냐? 라고 하면 맥스웰 방정식이 그렇게 생겨서 그렇습니다.
전자기 현상의 모든 수식들을 정리해서 4개로 만든 방정식이 맥스웰 방정식입니다. 그러니까, 전기 및 자기적 현상은 맥스웰 방정식을 따라야 하는거죠. (마치 고전역학에서 F=ma의 뉴턴법칙 처럼요.)
헌데 맥스웰 방정식에 따르면
자기장이 시간에 따라 감소하면서 전기장의 회전이 발생하고,
전류와 전기장에 의해서 자기장의 회전이 발생합니다.
그러면 또 그렇게 발생한 자기장으로 전기장이 생기고.. 또 그 전기장에 의해 자기장이 생기고.. 하겠죠?
이게 빛입니다.
모든 파동은 매질을 통해서 전파되어야 하는데,
빛이 매질이 없이 전파될 수 있는 이유는 전기장과 자기장이 서로를 유도하면서 전파되기 때문입니다.
즉 전기랑 자기는 별개의 현상이 아니라
사실 하나의 대상이 가지는 두 개의 다른 측면이었던거죠.
@물리공부중이에요 실제로 전기적 현상의 세기보다 자기적 현상들의 세기들이 실험실에서는 수백배 작기 때문에 자기는 전기의 그림자일 뿐이라고 하는 사람들도 있습니다ㅋㅋ 그래서 전기랑 자기가 별개의 것이 아니라 사실 하나의 현상의 두 가지 측면이라고 보면 왜 전기가 자기를 만들고 혹은 그 역이 가능한지 받아들이기 더 쉬울 것 같습니다 :)