전자기파의 검출과 발생

헤르츠의 실험

헤르츠는 맥스웰이 예견한 전자기파를 확인하기 위해 오른쪽 그림과 같은 장치로 실험을 하였다. 유도 코일과 연결된 두 금속구 사이에 고전압을 걸어 방전을 시키면 전자가 가속 운동을 하면서 전자기파가 발생한다. 급속구에서 방전이 일어날 때마다 검출기에서도 방전이 일어난다.

금속구에서 발생한 전기 방전이 검출기에서도 발생한다는 것은 금속구에서 전자기파가 발생하여 검출기로 전파되었음을 말해준다.

전기 방전과 전자기파의 발생

오른쪽 그림과 같은 실험 장치에서 압전 소자를 누르면 굵은 구리 선 사이에서 고전압이 발생하여 전기 불꽃 방전이 일어난다.

전기 불꽃 방전이 일어날 때 전자는 가속 운동을 한다.

전자가 가속 운동을 하여 전자기파가 발생한다.

전자기파는 주변으로 퍼져 나가 원형 안테나에 도달한다.

안테나에 도달한 전자기파는 네온관에 고전압을 발생시켜 전기 방전을 일으킨다.

전기 불꽃 방전이 일어날때 전파가 발생하고, 안테나가 이 전파를 수신하면서 전류가 흐르게 되어 네온관에서 빛이 난다.

직선 도선에서 전자기파의 발생

전하의 운동과 전자기파의 발생

전하가 정지해 있을 때 : 시간에 따라 일정한 전기장이 발생한다.

전하가 일정한 속도로 운동할 때 : 시간에 따라 일정한 전기장과 자기장이 발생한다.

전하가 가속 운동을 할 때 : 변하는 전기장과 변하는 자기장이 동시에 발생한다. 전기장과 자기장이 함께 변하며 공간을 퍼져 나간다.

직선 도선에서 생기는 전기장과 자기장

전기장은 직선 도선을 따라 윗 방향으로 만들어진다.

전류는 윗 방향으로 흐르고 동시에 도선 주위에 동심원을 그리며 자기장이 만들어진다.