전자기학 편집하기

'''전자기학'''은 전하를 띈 입자들 사이의 상호작용의 하나인 [[전자기력]]을 연구하는 물리학의 한 분야이다.
==역사==
전기와 자기에 의해서 발생하는 현상은 기원전에도 이미 알려져 있었으며 이를 이용한 나침반을 항해서 써먹는 등 요긴하게 써먹기도 했다. 그러나 전기와 자기가 서로 연관된 현상임을 알아차리는데는 오랜 시간이 걸렸다. 1820년 네덜란드의 물리학자 [[한스 크리스티안 와른스테드]]가 전류가 흐르는 도선 근처에 나침반을 두면 나침반이 회전하는 것을 발견하면서 이 둘 사이에 관련이 있음을 처음으로 밝혀내었고 이에 전기가 자기장을 만든다면 그 반대로 가능할 것이라고 생각한 영국의 물리학자 [[마이클 패러데이]]는 자기장의 변화가 전류를 만들어낸다는 것을 발견하였다.([[패러데이 전자기 유도 법칙]]) 그리고 1864년에 영국의 물리학자 [[제임스 클러크 맥스웰]]이 그동안 알려진 전기와 자기에 대한 성질을 집대성하여 [[맥스웰 방정식]]을 발표하였다.
==맥스웰 방정식==
오늘날 맥스웰 방정식은 4개의 방정식으로 구성되어 있다. 진공에서 방정식은 다음과 같은 4개의 편미분 방정식 구성된되며 적분 표기와 미분 표기의 의미는 동일하다.
{| class="wikitable"
|+ 맥스웰 방정식
|-
! 표 제목 !! 적분 형식 !! 미분 형식
|-
| 가우스 법칙 || <math>\mathbf{E}\cdot\mathrm{d}\mathbf{S} = \frac{1}{\varepsilon_0} \iiint_\Omega \rho \,\mathrm{d}V</math> || <math>\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\epsilon_{0}}</math>
|-
| 없음<ref>가우스 자기 법칙이라고 부르는 경우도 있다.</ref> || <math>\mathbf{B}\cdot\mathrm{d}\mathbf{S} = 0</math> || <math>\nabla \cdot \mathbf{B} = 0</math>
|-
| 패러데이 법칙 || <math>\oint_{\partial \Sigma} \mathbf{E} \cdot \mathrm{d}\boldsymbol{\ell} = -\frac{1}{c}\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\iint_\Sigma \mathbf{B}\cdot\mathrm{d}\mathbf{S}</math> || <math>\nabla \times  \mathbf{E} = -\frac{\partial B}{\partial t}</math>

|-
| 앙페르 법칙 || <math>\oint_{\partial \Sigma}  \mathbf{B}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{\ell} = \frac{1}{c} \left( 4\pi \iint_\Sigma  \mathbf{J}\cdot\mathrm{d}\mathbf{S} + \frac{\mathrel{\mathrm{d}}}{\mathrm{d}t} \iint_\Sigma \mathbf{E}\cdot \mathrm{d}\mathbf{S}\right)</math> || <math>\nabla \times \mathbf{B} = \mu_0\left(\mathbf{J} + \varepsilon_0 \frac{\partial \mathbf{E}} {\partial t} \right)</math>
|}
<math>E</math>는 전기장, <math>B</math>는 자기장, <math>V</math>부피, <math>S</math>는 면적을 나타낸다. 미분표기가 보다 깔끔하기 때문에 보통 미분형태로 많이 표기하지만 적절한 수학적 방법을 사용하면 변환이 가능하다.
==교과목으로 전자기학==
보통 학부 2학년때 2학기 동안 배우게 된다. 대충 정전기학->정자기학->전자기유도, 맥스웰 방정식->보존법칙->전자기파->상대성이론 순서로 배우게 된다. 첫 학기에 정전기학과 정자기학을 배운 다음 2학기에 나머지를 배우게 되며 상대성이론의 경우 안배우고 넘어가거나 간략하게 맛만 보고 넘어가기도 한다.

인지도가 있는 교과서는 다음과 같으며 여기 없는 교과서도 얼마든지 있다.
*[[데이비드 그리피스]], 《Introduction to Electrodynamics》: 학부 수준에서 대표적인 교재.
*[[리처드 파인만]], 《The Feynman Lectures on Physics》 2권
*[[존 데이비드 잭슨]], 《Classical Electrodynamics》: 대학원 수준의 대표적인 교재.
{{각주}}
[[분류:물리학]]