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자연과학 : 자연과학 자료실 일반물리학 – 전자기파 조사

[자연과학]일반물리학 – 전자기파 조사

●전자기파의 원리

전자기파
맥스웰 방정식은 전기장의 변화가 자기장을 생겨나게 하고, 이 자기장의 변화는 다시 전기장을 만들 수 있다는 것을 보여주고 있다. 따라서 그들의 원천인 전하나 전류가 없어지더라도 하나의 변화가 다른 하나를 유발시켜서 스스로 생명력을 가지고 공간상을 전파하는 파동이 될 수 있는 가능성이 있다. 이에따라 맥스웰는 자기가 새로이 구성한 네개의 방정식을 연립시켜 전기장이나 자기장이 만족하는 다음의 파동방정식을 유도할 수 있었다.

이 방정식의 형태는 이미 그 이전에 음파나 물결파, 줄의 파동 등에서 파동방정식이라고 잘 알려저 있었다. 여기서 이 파동이 전파하는 속력은 로서 이미 전자기에서 알려진 의 값으로부터 이 속력을 계산해 보니 당시 상당히 정확하게 측정되었던 빛의 속력과 거의 같음을 알았다.
빛의 파동성이 영이나 프레넬 등에 의해 거의 규명되는 시점에서 이는 파동성을 확정짓는 겨기가 되었다. 이제부터의 관심은 전자기적인 원리로 이 전자기파를 발생시키는 것이었다. 맥스웰이 이를 예견하고 48세를 일기로 죽은지 8년만에 헤르츠(H. Hertz)에 의해 인공적인 전자기파가 만들어져서 무선통신의 시대를 열게 되었다.

인공 전자기파의 발생
1885년으로부터 1889년에 독일의 헤르츠는 최초로 실험실에서 인공전자기파를 발생하여 이를 검출할 수 있었다. 물론 가시광선도 전자기파의 일종이니까 부싯돌로 불을 피우면 전자기파가 만들어진다고 볼 수도 있지만 여기서는 순수한 전자기 이론에 따른 전자기파를 만드는 것을 말한다.
아래 그림의 보듯이 헤르츠는 고전압을 두 전극사이에서 방전시켜 이를 얼마 떨어진 원형 테를 안테나로 하여 이를 검출할 수 있었다. 또한 이것의 편광상태, 반사와 굴절 현상, 간섭, 정상파 등 파동으로서의 성질을 모두 조사하여 이것이 가시광선의 빛과 같은 실체임을 알게 되었다. 빛의 경우와는 달리 파장이 수 m정도로 훨씬 길다는 것을 정상파 실험을 통하여 확인하였다.
[-헤르츠의실험장치
헤르츠가 1987년 전자기파를 발생시키고 검출한 실험장치로서 왼쪽은 발생장치이고 오른쪽은 검출장치이다. 발생장치는 놋쇠로 반든 둥근 전극을 아주 가까이 두고 이것에 고전압을 걸어서 공기중에서 방전이 일아나게 한 것이다. 한편 이렇게 해서 만들어진 전자기파를 고리모양의 원형도선에서 잡아 이 결과 위쪽의 조그만한 전극에서 작은 불꽃의 방전이 일어나게 된다.

●전자기판의 응용

휴대폰의 원리

요즈음 어디를 가도 들을 수 있는 소리가 휴대폰 소리다. 휴대폰은 통신은 물론 아침잠을 깨워 주는 알람 기능에서부터 그 날의 바이오 리듬, 교통의 흐름, 증권 정보, 음성 사서함 등 데이터의 송수신까지 가능하게 해준다. 전화기의 크기가 작고 가벼워서 언제 어디서나 사용하기 편리해 많은 사랑을 받고 있다.
휴대폰은 차안이나 실외에서 무선으로 전화를 걸 수 있는 기기이다.
차에서 밖으로 가지고 나와서도 사용할 수 있는 것이 숄더폰이며 더욱 작고 가볍게 만든 것이 휴대폰으로 이것들은 같은 형제간이다. 휴대폰 선전에 보면 기지국이 몇 개라는 이야기가 나오는데 휴대폰은 각 기지국에 설치된 안테나를 통해 통신 전파를 주고 받는다. 그러니까 기지국이 많으면 그만큼 잘 터진다.

휴대폰으로 전화를 걸면 맨 먼저 관할 기지국에 연결이 된다. 그리고 그 지역을 나오면 다음 기지국으로 자동적으로 바뀐다. 기지국에서 기지국으로 릴레이를 하는 셈이다. 기지국이 바뀌는 시간이 매우 짧기 때문에 사용자는 그 변화를 거의 느낄 수 없다. 그런 다음 기지국을 통해서 전용회선으로 상대방에게 연결된다. 휴대폰에는 사용자가 어느 지역에 있더라도 기지국과 연결될 수 있도록 신시사이저라는 장치가 들어 있다.

전파를 이용한 통신 기기 중에 특히 많이 이용되는 것이 여러분도 사용하고 있는 무선 호출기이다. 멀리 떨어진 사람에게 전화를 사용해 연락을 보내는 장치로 소리나 진동으로 통신을 알리고, 내용은 액정 화면에 표시된다. 호출기는 전파가 차단되는 빌딩 안이나 지하도 같은 곳에서는

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11063963&sid=tjr6155&key=%C0%DA%BF%AC%B0%FA%C7%D0

[문서정보]

문서분량 : 6 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 : 자연과학 자료실 일반물리학 – 전자기파 조사
파일이름 : [자연과학]일반물리학 – 전자기파 조사.hwp
키워드 : 자연과학,일반물리학,전자기파,조사,자연과학,:,자료실
자료No(pk) : 11063963

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