공대생의 공부공간

Retro reflection(재귀 반사)란 빛이 입사한 방향으로 되돌아 가는 반사 형태이다. 결론부터 말하자면 이것이 성립하기 위한 조건은, 한 쌍의 거울을 직교하도록 배치하면 된다. 이를 증명해볼 것이다. 직관적으로 생각해보면, 입사한 빛이 두 번 반사되어 반대방향이고 평행하게 반사되어 나간다면, 입사된 빛과 1차 반사된 빛 사이의 각과 1차 반사된 빛과 2차 반사된 빛 사이의 각을 더하면 180˚( π )가 되어야 함을 알 수 있다. 아래에서는 수학적 증명을 해보았다. 위 그림처럼 빛이 입사 및 반사되는 것을 상상해볼 것이다. 반사의 법칙에 따라 입사각과 반사각은 각각 같다. 2차 반사된 빛에서 연장선을 그어 바닥의 거울면과 이루는 각을 a, 기울어진 거울면과 이루는 각을 b라고 하자. 만약 Ret..

- 정전 평형 상태(electrostatic equilibrium)란?도체 내에서 전하의 알짜 운동이 없을 경우에, 도체가 정전 평형 상태(electrostatic equilibrium)에 있다고 한다. 고립된 도체(고립되어 전하의 이동이 발생하지 않는 도체)는 다음과 같은 특성을 갖는다.도체 내부의 어느 위치에서나 전기장의 0이다.고립된 도체에 생긴 과잉 전하는 도체 표면에만 존재한다.대전된 도체 바깥쪽의 전기장은 도체 표면에 수직이다.불규칙적인 형태의 도체에서 전하는 표면의 곡률 반지름이 가장 작은 곳, 즉 뾰족한 점에 모인다.첫 번째 특성은 간단히 이해할 수 있다. 도체 내부에 전기장이 존재한다면, 자유 전하가 운동하기에 전하의 흐름이 발생하게 되고, 그렇게 되면 정전 평형 상태가 아니게 되므로, ..

- 전기장(Electric Field)이란?전기력, 중력 등은 공간을 통해 작용하며, 물체가 서로 접촉하지 않더라도 작용한다. 이러한 힘을 장힘(Field force)이라고 하며, 전기장(Electric Field)은 대전된 물체 주위에 형성되는 장이다. 대전된 어떤 물체가 전기장으로 들어가면 전기력의 영향을 받는데, 이는 쿨롱의 법칙과는 다른 개념이다.(※ 참고 : 쿨롱의 법칙 / https://thpop.tistory.com/2) 큰 양전하 Q 근처에 있는 작은 양전하 q가 있다고 가정해보자.그렇다면 작은 시험 전하 q의 위치에 큰 양전하 Q가 만들어낸 전기장은 다음과 같다.즉 전기장 E는 Q가 q에 작용하는 전기력 F를 q로 나눈 값이며, 그 단위는 N/C이다. 또한 위의 식을 변형하여 어떤 전하에..

Charles Coulomb(쿨롱)은 1785년에 실험적으로 정지된 두 대전 입자 사이에 작용하는 전기력에 관한 법칙을 정리했다. 해당 법칙이 쿨롱의 법칙(Coulomb's Law)이며, 그 내용은 다음과 같다. 1. 전기력은 대전된 두 입자 사이의 거리의 제곱에 역비례한다.2. 전기력은 대전된 두 입자의 전하 크기 |q1|, |q2|의 곱에 비례한다.3. 두 전하의 부호가 같으면 반발력, 부호가 다르면 인력이 작용한다. 즉 위의 내용을 정리하여 하나의 식으로 나타내보면 다음과 같다.여기서 ke는 쿨롱 상수로, 그 값은 다음과 같다.서로 떨어져 있는 여러 개의 전하가 한 전하에 작용하는 전기력은 각 전하에 의한 전기력을 별도로 계산한 후 벡터 합을 이용하여 구한다.이는 중첩의 원리(Superpositio..

- 전하(Electric charge)란?간단하게 말하자면 '전기현상을 일으키는 원인'이다. 이러한 전하의 존재는 건조한 환경에서 풍선을 양모에 문지른 후 머리에 대보는 것 같은 일상생활에서의 간단한 실험으로 관측 가능하다. 이러한 전하의 종류는 양전하와 음전하로 나뉜다.  - 전하의 성질?전하의 성질은 크게 세 가지가 있다.(1) 같은 종류의 전하는 서로 밀어내고, 같은 종류의 전하는 서로 당긴다.(2) 전하는 항상 보존된다.(3) 전하는 양자화(quantized)되어있다. - 같은 종류의 전하는 서로 밀어내고, 같은 종류의 전하는 서로 당긴다.대전된 두 물체를 이용하여 실험을 수행해보면 같은 전하를 띠는 물체끼리는 서로 밀어내고 다른 전하를 띠는 물체끼리는 서도 당기는 것을 관측할 수 있으며, 이로부..