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질문이 있는 과학픽

📌 ['맥스웰'은 전기장을 볼 수 있었다는데...] – 패러데이가 실험하고 맥스웰이 방정식으로 완성한 '전자기장'

by [콘텐츠 마스터] 2025. 7. 20.
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전자기장은 단순한 물리 개념이 아닙니다. 맥스웰이 말한 '전자기장의 파동'은 현대 전기의 본질을 바꿨습니다. 전자기장이 무엇이고, 어떻게 에너지를 전달하는지를 이 글에서 이해해보세요.


🧭 목차

  1. '전자기장'이라는 말, 들어는 봤지만
  2. 전기장 + 자기장 = 전자기장?
  3. 맥스웰의 예측 – 파동은 스스로를 만든다
  4. 빛도, 와이파이도, 전기도? 전부 전자기장!
  5. 한 줄 요약 – 에너지는 장을 타고 흐른다

1. ⚡ '전자기장'이라는 말, 들어는 봤지만...

‘전자기장’, ‘전자기파’, ‘맥스웰 방정식’…
중고등학교 교과서에서 한 번쯤 본 단어들일 겁니다.
하지만 정말 이게 "전기"의 본질이라는 걸 아셨나요?

✔️ 지금 우리가 쓰는 전기는, 실제로는 전자기장의 파동에 가깝습니다.
그리고 이 개념을 수학적으로 완성한 사람이 바로 제임스 클러크 맥스웰입니다.


2. 🔁 전기장 + 자기장 = 전자기장?

  • 전기장은 전하가 만들어냅니다.
    → 예: 풍선에 정전기를 띠면 먼지가 끌려오죠?
  • 자기장은 전류가 흐를 때 만들어집니다.
    → 예: 전선에 전류가 흐르면 나침반 바늘이 움직입니다.

그런데 맥스웰은 여기서 한 걸음 더 나아갑니다.

📌 전기장이 변화하면 자기장이 생기고,
📌 자기장이 변화하면 다시 전기장이 생긴다.

즉, 전기장과 자기장은 서로를 만들어내며, 파동처럼 스스로를 유지할 수 있다.


3. 📡 맥스웰의 예측 – 파동은 스스로를 만든다

1865년, 맥스웰은 수학적으로 예측합니다.

  • 전기장과 자기장이 서로를 만들어가며 공간을 파동처럼 퍼질 수 있다.
  • 그 파동의 속도를 계산해보니… 빛의 속도와 정확히 같았습니다!

🧠 맥스웰의 결론:

빛은 전자기파의 한 종류이다.
모든 전자기파는 공간을 매질 없이 퍼질 수 있다.

이건 그야말로 충격적인 과학 혁명이었습니다.


4. 🌈 빛도, 와이파이도, 전기도? 전부 전자기장!

전자기파 종류 예시 특징
가시광선 눈에 보이는 빛 우리가 보는 모든 색
적외선 리모컨, 열감지 눈엔 안 보이지만 열로 느껴짐
자외선 살균, 태닝 에너지가 강함
마이크로파 전자레인지, 와이파이 물을 진동시킴
전력파 가정용 교류 전기 (60Hz) 전자기장으로 에너지 전달
 

✔️ 이 모든 것은 전자기장의 진동(파동)입니다.
✔️ 즉, 우리가 플러그를 꽂고 받는 에너지도 전자기장이 만든 파동입니다.


✅ 5. 한 줄 요약 – 에너지는 장을 타고 흐른다

전기란 전자의 흐름이 아니라, 전자기장의 진동이다. 맥스웰은 이 장(field)이 스스로 퍼질 수 있다는 것을 수학적으로 증명했고, 그것이 오늘날 우리가 쓰는 전기의 본질이다.


🔁 이어지는 글 (시리즈 링크)


🧠 콘텐츠 훈련소 – 과학픽 정리노트

  • 전기장과 자기장은 서로를 만들며 공간을 따라 퍼질 수 있다.
  • 이 파동이 바로 전자기파이고, 우리가 쓰는 전력도 이 범주에 포함된다.
  • 전자기장은 물질이 아니라, 공간 속에서 일어나는 ‘에너지의 진동’이다.

 
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다음 편에서는, 이 이론을 실제로 증명한 사람, 헤르츠의 실험으로 넘어갑니다.