전자기장? 양자 전기역학?

전자기장이란?

전자기장은 전기장과 자기장을 함께 이르는 말로 전기장과 자기장이 서로 연관되어 함께 나타나는 공간이다. 전하가 운동을 하여 자기장이 생기거나, 자기장이 변동하면 전기장이 동반되어 생기고, 시간적으로 변화하는 전기장과 자기장은 서로 같이 존재하므로 형성된다.

 

전기장의 힘과 자기장의 힘이 시간의 흐름에 따라 변화하면 서로의 상호작용에 의해 전기장의 힘과 자기장의 힘이 변화하기에 전자기장으로 부르는 것이다. 전기가 전자의 운동에 의해 발생하듯이 자기장을 만드는 자기의 성질도 전자의 운동에 의해 발생한다. 전자들이 원자 안에서 스핀을 하면 아주 작은 자석의 성질을 만들게 된다. 다른 원자들보다 자석의 성질을 더 많이 가지고 있는 물질을 강자성체라 하는데 강자성 물질을 함께 놓아두면 자석의 성질이 더 강해져 강한 자기장을 만든다. 전자기장의 변동이 파동을 만들면 이 파동이 공간을 통해 전파되는 현상을 전자파라고 한다. 

 

전자기장은 전하의 운동에 의한 공간의 성질을 말한다고 할 수 있다. 정지해 있는 전하는 주위의 공간에 전기장을 생성하기 때문이다. 정지해 있는 전하가 운동을 하면 전기장뿐만 아니라 자기장도 발생한다. 또한 전기장은 자기장을 변화시켜 생성할 수 있다. 전기장과 자기장의 상호작용에 의해서 전자기장이 형성되는 것이다. 전자기장은 전자기 에너지를 운송하는 파동이기도 하다.

 

양자 전기역학?

양자 전기역학은 전하를 띄고 있는 입자와 전자기장과의 상호작용에 대한 양자 이론을 말한다. 양자 전기역학은 빛과 물질 사이의 모든 상호작용을 수학적으로 기술하고, 전하를 띄고 있는 입자인 하전입자끼리의 상호 작용도 수학적으로 기술한다. 아인슈타인의 특수 상대성이론의 모든 수식이 양자 전기역학으로 만들어지는데 이것은 원자와 분자의 행동은 전자기적 성질이 있기 때문이다.