Q. 맥스웰 방정식이 어떤 것인가요???
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.미분형은 전자기장 내 임의의 점에 대해 적용 가능하므로 일반적인 조건을 다룰 때 주로 사용되고,적분형은 전자기장 내 체적에 대해 적용되며 특히 대칭적인 조건이 주어진 경우에 많이 사용됩니다.미분형 :1. ∇ㆍE = ρ/ε or ∇ㆍD = ρ → 임의의 미소 폐곡면을 잡았을 때, 이 폐곡면의 표면을 통과하는 전속의 합은 이 폐곡면 안의 전하 밀도와 같다.2. ∇ㆍH = 0 or ∇ㆍB = 0 → 임의의 미소 폐곡면을 잡았을 때, 이 폐곡면의 표면을 통과하는 자속의 합은 0이다.(즉, 자기 홀극은 존재할 수 없다.)3. ∇ × E =-dB/dt → 시간에 대한 자속밀도의 변화에 의해 회전 전계가 발생한다.4. ∇ × H = j+dD/dt → 전류밀도와, 시간에 대한 전속밀도의 변화에 의해 회전 자계가 발생한다.적분형 :1. ∮ EㆍdS = Q/ε or ∮ DㆍdS = Q → 임의의 폐곡면을 잡았을 때, 폐곡면의 표면을 통과하는 전속의 합은 이 폐곡면 안에 있는 전하량과 같다.2. ∮ HㆍdS = 0 or ∮ BㆍdS = 0 → 임의의 폐곡면을 잡았을 때, 이 폐곡면의 표면을 통과하는 자속의 합은 0이다.(즉, 자기 홀극은 존재할 수 없다.)3. ∮ Eㆍdl =-dΦ/dt → 시간에 대한 자속의 변화에 의해 회전하는 전기장이 발생한다.4. ∮ Hㆍdl = I+dΨ/dt → 전류와, 시간에 대한 전속의 변화에 의해 회전하는 자기장이 발생한다.
Q. 에어컨을 개발하게 된 계기는 무엇이었는지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.1758년 영국에서 벤자민 프랭클린과 케임브리지 대학의 화학 교수인 존 해들리는 증발 원리을 개발하여, 물체를 빠르게 냉각하는 실험을 수행하였다가, 1902년 미국 뉴욕주에서 윌리스 캐리어에 의해 최초의 현대적인 전기 에어컨이 발명되었다.대한민국의 에어컨 도입 역사1975년 금성사(현재 LG전자)가 텔레비전 크기의 창문형 에어컨 GA-1070을 생산하였고, 1980년대 중반 벽걸이 에어컨이 등장, 1994년경에는 스탠드형 대형에어컨 등장, 2010년대 인공지능 에어컨이 출시되었다
Q. 제임스 클러크 맥스웰의 생애와 업적은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.안녕하세요.GIST 대학원 공식블로그 입니다.오늘은 영국의 물리학자이자, 빛의 전자기파설의 기초를 세우고 기체 분자운동을 연구했던 '제임스 클러크 맥스웰'에 대해 소개해 보겠습니다.에든버러 출생. 15세가 되기 전에 난형곡선(卵形曲線)에 관한 논문을 에든버러왕립학회에 제출하여 사람들을 놀라게 했다. 에든버러대학에 진학하여 《회전곡선의 이론》 《탄성고체의 평형(平衡)》 등의 논문을 쓰고, 1850년 케임브리지대학에서 공부했습니다.1855년 펠로로 선출되었으며, 색채론과 전자기학을 연구했다. 1856년 애버딘대학 자연철학 교수가 되었습니다. 이 무렵 토성고리의 연구로 애덤스상을 받았으며, 1860년까지 재직하다가 런던의 킹스칼리지로 옮겼습니다. 1865년 병을 얻어 교수직을 그만두기까지의 5년간 색채론에 관한 연구를 하면서 전자기학 이론의 기초가 되는 《물리적 지력선(指力線)》 《전자기의 장(場)의 역학》 등의 논문을 완성하였습니다. 또한 ‘상이한 온도 및 압력에서의 공기의 점성(粘性)’에 관한 연구를 비롯하여 기체의 분자운동론에 관한 중요한 연구가 이루어졌으며, 전기저항의 단위를 결정하기 위한 실험적 연구도 행해졌습니다.사직 후 커쿠브리셔의 글렌레어로 돌아가 명저 《전자기학》(1873)을 발표하고, 열학(熱學)에 관한 간단한 저술도 했습니다. 그 무렵 케임브리지대학에서는 대학총장 데번셔공(公)의 기부금으로 1871년 교수직이 개설되고, 맥스웰이 실험소 설립을 담당했습니다. 이것이 캐번디시연구소이며, 1874년 연구소 개설과 함께 맥스웰이 소장이 되었습니다.전자기학에서 거둔 업적은 장(場)의 개념의 집대성입니다. 패러데이의 고찰에서 출발하여 유체역학적 모델을 써서 수학적 이론을 완성하고, 유명한 전자기장의 기초방정식인 맥스웰방정식(전자기방정식)을 도출하여 그것으로 전자기파의 존재에 대한 이론적인 기초를 확립했습니다. 전자기파의 전파속도가 광속도와 같고, 전자기파가 횡파라는 사실도 밝힘으로써 빛의 전자기파설의 기초를 세웠다(1873). 전자기파는 이후 헤르츠에 의해 실험적으로 입증되었습니다.기체의 분자운동에 관한 연구도 빛나는 업적입니다. 당시까지의 분자의 평균속도 대신 분자속도의 분포를 생각하며 속도분포법칙을 만들고, 그 확률적 개념을 시사함으로써 통계역학의 기초를 닦았다(맥스웰볼츠만의 분포법칙). 기체의 점성률에서는 분자의 평균자유행로의 개념을 도입하기도 하였습니다. 1879년 케임브리지에서 암으로 사망하였습니다.