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자성과 자기장 자석과 자기장 인류가 처음으로 알게 된 자석은 자철광으로 자연적으로 자화된 암석이었다. 자철광이 처음 발견된 후 오래 지나서야 자철광을 나침반으로 사용하는 법을 알게 되어 방향을 정하는 데 쓰게 되었다. 오늘날 자석과 자기 물질은 널리 쓰이고 있으며 자기 물질의 자기적 특성은 원자와 전자에서 그 근원을 찾을 수 있으며, 게시판 등에 쪽지를 붙여 놓는 데 쓰는 일반적으로 구할 수 있는 자석조차도 자석 내의 원자와 전자 등에서 일어나는 양자물리학의 결과이다. 모든 자성 물질은 물질 내의 전자로 인해 자성을 띠게 되며, 전자가 자기장을 만드는 방법으로는 도선을 통해 전류 만들어 자기장을 형성하는 것이다. 이 외에도 양자물리학을 이용해 자기쌍극자 모멘트 주위에 자기장을 만들 수 있는데, 스핀 자기 쌍극자모멘트와.. 2022. 10. 3.
상대론 - 길이/속도의 상대성, 에너지 길이의 상대성 정지해 있는 막대의 길이를 측정할 때는 정지한 긴 자를 사용하여 막대의 양 끝점의 위치를 확인하고 두 값이 차이를 구하면 되지만, 움직이는 막대의 길이를 재기 위해서는 양 끝점의 위치를 동시에 확인할 필요가 있다. 길이를 측정하는 것은 동시성과 관계되며 동시성은 상대적이기 때문에 길이는 상대적이 양이다. 측정하려는 막대가 막대의 길이 방향으로 일정 속력을 가지고 상대운동을 하고 있다면 속력이 향상할수록 측정되는 길이는 기준이 되는 길이에 비해 줄어든다. 이렇게 어떤 기준틀에서 길이 방향으로 움직이는 물체의 길이가 줄어드는 것을 길이수축이라고 하며, 이는 물체가 정지해 있을 때 측정한 물체의 고유길이(또는 정지 길이)보다 항상 작은 값을 가진다. 길이수축은 상대운동을 하는 방향에서만 일어나며.. 2022. 10. 3.
상대론 - 동시성의 상대성, 시간의 상대성 동시성의 상대성 두 명의 관측자가 상대적으로 운동하고 있고 독립된 두 사건이 일어났을 때 두 사건이 동시에 일어났는지에 대해 두 관찰자의 의견은 다를 수 있다. 한 관측자는 두 사건이 동시에 일어났다고 하지만, 다른 관측자는 일반적으로 그렇지 않다고 한다. 이 두 관측자의 관측 결과는 서로 다르지만 한 명의 답이 옳다고 할 수 없다. Einstein 이론의 신기한 결론 중 하나로 하나의 자연적인 사건에 대해 두 개의 모순적인 진술이 맞을 수 있다는 것이다. 이와 관련된 예시로 도플러 효과가 있는데, 도플러 효과에서 관측자가 측정하는 음파의 진동수는 관측자와 음원의 상대적인 운동에 따라 달라진다는 것이다. 상대적으로 움직이는 두 관측자는 같은 파동에 대해 서로 다른 진동수를 측정하지만 두 관측은 모두 옳다.. 2022. 10. 2.
사건과 상대성이론 상대론에서의 사건 상대론이란 발생하는 사건에 대해 언제 어디서 사건들이 발생하는지, 시간과 공간상에서 두 사건이 얼마나 떨어져 있는지에 대해 연구하는 것이며 측정 결과가 서로 상대적으로 움직이는 좌표계들 사이에서 어떻게 변환되는지에 대해서도 다룬다. 사건은 어떤 일이 일어나는 것이며, 이 사건을 관측하는 관측자는 이 사건에 세 개의 공간좌표와 하나의 사건표를 설정할 수 있다. 상대론은 시간과 공간이 서로 얽혀 있기 때문에 이들을 합해서 시공간 좌표로 기술할 수 있다. 하나의 사건은 서로 다른 관성기준틀에 속해 있는 다수의 관측자에 의해 기록될 수 있는데, 일반적으로 다른 관측자는 같은 사건에 대하여 다른 시공간 좌표를 부여한다. 여기서 하나의 사건이 특정한 관성기준틀에 속하지 않는다는 사실이 중요하며, .. 2022. 10. 2.