[물리실험] 등전위선(전기마당과 가우스의 법칙)

목차

1. 실험 목적

2. 배경 이론

3. 실험 방법

4. Data and Results

5. Discussion

본문내용

이다.
위의 첫 번째 실험에서 등전위선의 모양은 이론적 모양과 비교적 정확히 나왔으나 전기력선을 나타내는 Field Vector의 모양은 배경이론에서 설명한 것과 같이 등전위선에 수직하게 나타나야 하나, 약간 위쪽으로 기울어져 있다. 이 현상은 전도성 종이에 끼운 종이클립 쪽으로 Field Vector의 방향이 향하는 걸로 보아 종이클립에 의한 접지가 영향을 준 것으로 생각된다.
전기력선 측정 시에 벡터의 크기가 너무 크고 방향이 엉뚱하게 나타나는 경우가 있는데, 이는 펜의 잘못 사용하였거나, 측정하고자 하는 점 주위의 정보가 부족했기 때문인 것 같다.
두 번째 실험에서는 아래쪽 밑에 오백원 짜리 동전을 놓았다. 오백원 짜리 동전은 도체이기 때문에 오백원이 놓인 곳의 전위는 같다. 하지만 오백원짜리 동전이 놓여있는 곳의 전위가 검출되는 전위와의 값이 달라서 검은 색으로 나타나지 않은 것 같다. 이 부분이 검출되도록 설정을 하지 못한 것이 아쉽다.
등전위면 2-2는 디스켓에 오류가 나서 그림이 약간 깨졌다. 오백원 짜리가 놓인 부분이 특히 많이 손상이되어 보기가 어렵지만, Field Vector 한 두 개쯤이 오백원 짜리 동전의 둘레와 수직으로 만나는 것을 관찰 할 수 있다. 이것으로 등전위선과 전기력선이 수직으로 만남을 확인 할 수 있다. 또한 위쪽 부분은 오백원 짜리가 있음에도 별 영향을 받지 않은 것으로 보인다. 첫 번째 실험과 등전위선 및 전기력선의 모습이 매우 비슷하기 때문이다.
마지막으로 이번 실험에서 가장 아쉬운 것은 위의 그림에서 (나)를 실험할 수 없었던 것이다. 같은 극의 전극을 놓았을 때 어떠한 현상이 벌어지는지 직접 확인을 할 수 있었으면 좋았을 것이다.
맥스웰 방정식 : 고전 역학이 뉴턴의 세 법칙으로 축약되고, 열적 현상들이 열역학의 제법칙들이 근거하고 있듯이 전자기 현상은 맥스웰 방정식으로 정리된다. 일반적인 맥스웰 방정식의 표현은 적분 방정식의 형태가 아니라 단위 부피당의 전하량인 전하밀도와 단위 면적을 흐르는 전류인 전류밀도를 사용하여 미분방정식의 형태로 표현된다.
1. 전기마당에 대한 가우스의 법칙(쿨롱의 법칙)
2. 자기마당에 대한 가우스의 법칙(자기홀극의 부재)
3. 패러데이의 전자기이끎 법칙(전자기이끎 현상)
4. 앙페르-맥스웰 법칙(앙페르의 법칙과 맥스웰의 전자기이끎 법칙)
(참고: 새대학 물리Ⅱ, 서울대학교 물리교재 편찬위원회, 교문사, pp. 152～153.)

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