tag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post8951625882075645184..comments2024-03-14T22:23:02.825+09:00Comments on 조금은 느리게 살자: 자성체의 비밀(Secret of Magnetic Material)전파거북이http://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comBlogger57125tag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-77495790373007991912024-03-12T01:56:55.517+09:002024-03-12T01:56:55.517+09:00감사합니다 전파거북님
항상 좋은글 감사드립니다.감사합니다 전파거북님 <br />항상 좋은글 감사드립니다.Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-61035078253382818402024-03-12T00:03:20.142+09:002024-03-12T00:03:20.142+09:001. 본문에서는 자기 쌍극자 모멘트가 생기는 원리를 전류 폐로(current loop)로 ...1. 본문에서는 자기 쌍극자 모멘트가 생기는 원리를 전류 폐로(current loop)로 설명하고 있어요. 고전 전자기학(classical electromagnetics) 관점에서 이 모멘트의 집합체로 자성체를 모형화해 자성체의 자속 밀도와 자기장을 연결시킵니다.<br /><br />2. 양자 역학을 도입해도 말씀하신 전자 자전(electron spin)은 왜 생기는지 몰라요. 실험에서 전자 자전이 있으니까 이걸 자기 쌍극자 모멘트로 생각합니다. 전자의 자전 각운동량(자전 자기 쌍극자 모멘트의 역학 쌍대)은 모호한 전자 위치로 인해 전류 폐로로 모형화할 수 없어요.<br /><br />3. 그래서 양자 역학의 전자 자전을 고전 전자기학의 전류 폐로로 생각할 수 없어요. 전자 자전은 그냥 있는 겁니다.(전자 자전의 원인을 실험과 이론으로 동시에 증명해도 좋은 논문이 되지 않을까요.) 현재 본문에 있는 내용은 고전 전자기학의 자성체 모형화입니다. 자성체 외부에서 자유 전류를 흘리면 여기에 비례해서 자성체 내부에 구속 전류가 생기는 원리를 설명하고 있어요.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-30812434360532696252024-03-11T17:24:27.975+09:002024-03-11T17:24:27.975+09:00죄송합니다 정정 하겠습니다..자화전류가 에너지를 소비하지 않는건아니고 전자기학적으로 자화전...죄송합니다 정정 하겠습니다..자화전류가 에너지를 소비하지 않는건아니고 전자기학적으로 자화전류를 스핀에 의한 자기장 원천이라고 생각하는게 맞는걸까요?? 에너지는 소모가 될 수 있는데 에너지 소모가 없는이라고 표현해버렸네요Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-57382730445086126682024-03-11T17:11:06.779+09:002024-03-11T17:11:06.779+09:00전파거북님 친절한 답변 정말 감사드립니다. 자기장의 세기는 거의 스핀에 대한 영향이 크다...전파거북님 친절한 답변 정말 감사드립니다. 자기장의 세기는 거의 스핀에 대한 영향이 크다는거군요 본문에서는 스핀에 대한 자기장을 에너지를 소비하지 않는 자화전류와 도체에 전자가 움직이는 전류에 의한 자유전류로 구분하여 표현한 것이라고 이해했는데 맞는지 궁금합니다.Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-4739360463015938402024-03-10T19:49:37.300+09:002024-03-10T19:49:37.300+09:001. 자기 쌍극자 모멘트는 자전(spin)이나 공전(orbit)에 대해 적용할 수 있어요....1. 자기 쌍극자 모멘트는 자전(spin)이나 공전(orbit)에 대해 적용할 수 있어요. 자신의 축 주위로 도는 전류 폐로(current loop)가 자화를 만들면 자전 자기 쌍극자 모멘트라고 할 수 있죠.<br /><br />2. 하지만 실험 관점에서 전자(electron)는 자전 각운동량(spin angular momentum, SAM)을 분명히 가지고 있지만, 전자의 존재 위치를 명확히 할 수 없고 구름(cloud) 형태로 간주하고 있어서 전자가 실제로 자전하지 않아요. 즉, 전자는 SAM이 있지만 물리적 자전과 무관한 전자 고유의 성질이 SAM입니다.<br /><br />3. 맞습니다. 자성에 기여할 수 있는 성분은 공전 각운동량(orbital angular momentum, OAM)과 SAM이지만, 자성체에서 OAM의 기여는 미미해 SAM이 중심입니다. 바이스(Weiss) 이래 자성체의 자성은 자기 영역(magnetic domain)으로 설명합니다. 자기 영역에서 전자의 SAM은 한 방향으로 배열되어 매우 강력한 자석을 만들 수 있어요.<br /><br />4. 전자가 움직이면서 자화를 띠는 물질은 전자석(electromagnet)인데요, 그 자속 밀도는 그리 크지 않아요. 하지만 전자의 SAM과 자기 영역이 만드는 영구 자석의 자속 밀도는 전자석에 비해 매우 큰 값입니다. 영구 자석의 자속 밀도를 솔레노이드 같은 전자석으로 만들려면 어마어마하게 큰 전류를 흘려야 합니다. 그래서 SAM과 OAM은 구분해서 생각해야 합니다. 이 SAM은 전자의 고유 성질이라 없앨 수 없어요.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-31716394982493944062024-03-09T00:38:51.931+09:002024-03-09T00:38:51.931+09:00추가로 생각해봤는데 꼭 스핀의 효과만이 아니더라도 오랬동안 자성을 띄는 물질이 있을수도 있...추가로 생각해봤는데 꼭 스핀의 효과만이 아니더라도 오랬동안 자성을 띄는 물질이 있을수도 있겠네요 외부에너지의량을 자기에너지로 많이 저장가능하고(용량이크다면) 완전도체에 가까운 성질을 갖는 물질들은 전자들이 운동하면서 손실이 거의 없고 자기에너지량이 많다면 스핀이 아니더라도 오랬동안 자성을 띄고있을 수도 있겠네요?Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-5136418578509052802024-03-09T00:33:52.469+09:002024-03-09T00:33:52.469+09:00전파거북님 궁금한게 있는데요 자화는 본문에 설명하는 자기쌍극자 모멘트는 스핀에 대한 성질도...전파거북님 궁금한게 있는데요 자화는 본문에 설명하는 자기쌍극자 모멘트는 스핀에 대한 성질도 포함되는건가요?? 양자역학을 몰라서 잘 모르지만 전자가 스핀을 갖고 자성의 성질이 있다고 알고있는데 스핀은 고유성질이고 전자가 움직이면서 자기장을 만드는 현상이랑은 구분하는 것으로 아는데 오랜시간동안 자성을 띠는 물질은 스핀에 의한 성질이라고 보면될까요? 즉 스핀의 요소는 중첩적으로 0이고 전자가 움직이면서 자화를 띠는 물질들은 운동에너지가 떨어져버리면 자성을 잃겠네요?? 스핀으로 자성을 띄지않는 애들은 빛이나 기타 에너지를 주지않는다면 거의 짧은 시간동안만 자성을 띄는 애들이 대부분이겠네요??Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-44384985728865296922023-03-12T22:59:14.937+09:002023-03-12T22:59:14.937+09:00반갑습니다, Syehoon님. 2010년초라면 아주 예전이네요 ㅋㅋ
본문에 설명을 조금 ...반갑습니다, Syehoon님. 2010년초라면 아주 예전이네요 ㅋㅋ<br /><br />본문에 설명을 조금 더 추가했습니다.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-12779668240417193702023-03-11T01:25:01.310+09:002023-03-11T01:25:01.310+09:00안녕하세요?
2010년 초부터 종종 들러 댓글로 질문드리곤 했었는데, 그때그때 닉네임이 달...안녕하세요?<br />2010년 초부터 종종 들러 댓글로 질문드리곤 했었는데, 그때그때 닉네임이 달라서 아마 헷갈리시겠지요.<br />이 글의 마지막 문단, 즉 전기에 대해서는 거의 E field를 사용하는 데 비해 자기에 대해서는 B와 H가 일관되지 못하게 사용된다는 점은 이전부터 머리가 아팠습니다.<br />결국 이 두 '기'(전/자기'력'이라 해야할지, 전/자기'장'이라 해야할지 모르겠어서 그냥 전/자'기'에서 '기'만을 뽑아 쓰겠습니다.)의 근원이 무엇인가?로 귀결되는 것 같더군요.<br />마지막 문단은<br />1. 전기력의 직접적인 원인은 전기장이지만, 자기력의 직접적인 근원은 자속 밀도임<br />2. 자속 밀도를 쓰는 이유는 자기력이란 개념은 자석을 통해 정해졌는데 자석은 전류로 만들어지고, 이 때 자석의 N, S극은 표면에 존재하므로 자유 전류+두 극을 만드는 가상의 표면 자하 쌍을 모두 아우르는 자속 밀도가 타당<br />이런 설명으로 이해하였습니다.<br />그런데, 그럼 왜 전자기파에서는 B가 아니라 H가 쓰일까? 맥스웰 방정식에서는 왜 B와 H 모두 나타나는 것일까? 하는 생각이 드네요.<br />그러면서 깨달은 것은 정전하와 전류 모두 전하에 의한 것이나 폐전류와 magnetic pole는 뭔가 다르다...라는 것이네요.<br />그러면서도 아직 뭔가 깊이 와닿진 않습니다. 더 생각해보겠습니다. 감사합니다.Kim Syehoonhttps://ingyerlog.krnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-77247453278696625572021-12-21T18:42:33.965+09:002021-12-21T18:42:33.965+09:00맞습니다. 어떤 전류이든지 한바퀴 돌아서 면적을 형성하면, 항상 자기 쌍극자 모멘트가 생깁...맞습니다. 어떤 전류이든지 한바퀴 돌아서 면적을 형성하면, 항상 자기 쌍극자 모멘트가 생깁니다. 이게 자기 쌍극자 모멘트의 정의입니다.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-79111424880532379262021-12-21T18:40:37.166+09:002021-12-21T18:40:37.166+09:00전파거북님 답변 감사드립니다 한마디로 자유 전류도 자기 쌍극자 모멘트 밀도로 표현이 가능한...전파거북님 답변 감사드립니다 한마디로 자유 전류도 자기 쌍극자 모멘트 밀도로 표현이 가능한건 맞다는 것이죠?? <br />실용성은 딱히 없겠지만요 Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-43249480369085400872021-12-21T18:32:36.929+09:002021-12-21T18:32:36.929+09:001. 자성체는 구속 전류가 만들어요. 이게 대원칙입니다.
2. 원론적으로 고리를 만들어서...1. 자성체는 구속 전류가 만들어요. 이게 대원칙입니다.<br /><br />2. 원론적으로 고리를 만들어서 자유 전류로 자기 쌍극자 모멘트를 만들 수는 있어요. 다만 이건 자성체와는 관계가 없어요.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-52288894014658974532021-12-20T17:06:18.229+09:002021-12-20T17:06:18.229+09:00전파거북님 궁금한점이 있습니다.
유한한 공간내에 있는 전류밀도보다 상대적으로 거리가 상당...전파거북님 궁금한점이 있습니다. <br />유한한 공간내에 있는 전류밀도보다 상대적으로 거리가 상당히 멀다는 조건하에 벡터 포텐셜을 식 (5) 처럼 표현이 가능한데 이렇게 표현된 식은 자유 전류밀도에도 적용할 수 있는 것이라고 생각되어지는데 맞나요?? <br />즉 식(14)에서는 자유전류밀도와 자화 전류 밀도를 구분하여 표현했지만 자유전류밀도도 자기 쌍극자 모멘트 밀도(M)로 표현이 가능한가 궁금합니다. <br />물론 식(14)의 유도 과정은 자유전류밀도와 자화 전류밀도를 구분하여 매질에 따른 자속밀도가 자유전류밀도의 자기장의 세기에 따른 관계 B=uH를 표현하기 위한 과정이라고 알고 있지만 자유전류밀도도 자기 쌍극자 모멘트로 표현가능하다고 생각되어서 맞는지 궁금해서 여쭤보게 되었습니다. Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-79972926394892999472020-08-09T20:55:00.772+09:002020-08-09T20:55:00.772+09:00포화 영역만 보면 선형이라고 볼 수 있지만, B와 H 관계는 H = 0부터 시작해서 포화 ...포화 영역만 보면 선형이라고 볼 수 있지만, B와 H 관계는 H = 0부터 시작해서 포화 영역까지 전체를 보기 때문에 비선형입니다.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-42544431155382885202020-08-09T09:02:16.388+09:002020-08-09T09:02:16.388+09:00감사합니다. 그렇다면 오히려 포화영역만 놓고 봤을 때는 B와 H가 선형관계에 놓여 있는 건...감사합니다. 그렇다면 오히려 포화영역만 놓고 봤을 때는 B와 H가 선형관계에 놓여 있는 건가요?Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-63963194932532730002020-08-08T10:48:03.613+09:002020-08-08T10:48:03.613+09:00자성체가 포화되면 M은 고정됩니다. 그래서 M은 변하지 않아요.
다만 $B = \mu_0 ...자성체가 포화되면 M은 고정됩니다. 그래서 M은 변하지 않아요.<br />다만 $B = \mu_0 H + \mu_0 M$이기 때문에, H가 커지면 그만큼만 B가 늘어납니다.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-51979131649498479082020-08-07T12:38:24.642+09:002020-08-07T12:38:24.642+09:00혹시 B=mu*(H+M)인데 포화상태에서 H를 증가시키면 B는 그대로인지 여쭤봐도 될까요?...혹시 B=mu*(H+M)인데 포화상태에서 H를 증가시키면 B는 그대로인지 여쭤봐도 될까요? curl H는 자유전류밀도 J에 비례하고, 직관적으로 J를 늘리면 H도 늘어날 것 같은데요. 그리고 B도 비오-사바르 법칙을 보면 I에 비례해서 똑같이 늘어야 하는데 B만 saturation 영역에서 수렴한다면 M이 H를 상쇄해야 하는데 혹시 포화영역에서 M이 어떻게 작용하는지 여쭤봐도 될까요? Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-59166207812938066662020-06-25T20:32:06.471+09:002020-06-25T20:32:06.471+09:00문제가 보통 자성체/자성체이거나 유전체/유전체 경계면인 경우를 풀어서....잘 모르겠습니다...문제가 보통 자성체/자성체이거나 유전체/유전체 경계면인 경우를 풀어서....잘 모르겠습니다..<br />그래도 답변 감사합니다!!<br />코로나 조심..https://www.blogger.com/profile/04156175461938495529noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-81516223686588809952020-06-25T09:51:31.949+09:002020-06-25T09:51:31.949+09:00코로나 조심..님, 전자기장 문제는 경계 조건을 정해서 풀면 풀려요. 다만 대부분 적분 방...코로나 조심..님, 전자기장 문제는 경계 조건을 정해서 풀면 풀려요. 다만 대부분 적분 방정식이 나오기 때문에, 풀 때 주로 수치 해석을 많이 사용해요.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-91461780891951985202020-06-25T01:02:56.894+09:002020-06-25T01:02:56.894+09:00혹시 유전체/자성체 경계면애서의 표면전류밀도를 구하는 방법을 알 수 있을까요??
혹시 유전체/자성체 경계면애서의 표면전류밀도를 구하는 방법을 알 수 있을까요??<br />코로나 조심..https://www.blogger.com/profile/04156175461938495529noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-32728317377508891442020-03-28T14:27:41.684+09:002020-03-28T14:27:41.684+09:00감사합니다 전파거북이님! 코로나바이러스가 한창인데 몸 조심하시고 정말 감사드립니다! 감사합니다 전파거북이님! 코로나바이러스가 한창인데 몸 조심하시고 정말 감사드립니다! Anonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-27767832894736735462020-03-13T16:04:24.264+09:002020-03-13T16:04:24.264+09:00경계 조건 적용은 명확합니다. 자기장(H)은 접선 성분을 적용하고 자속 밀도(B)는 법선 ...경계 조건 적용은 명확합니다. 자기장(H)은 접선 성분을 적용하고 자속 밀도(B)는 법선 성분에 적용해야 합니다.<br />질문에 있는 내용은 봐도 잘 모르겠어요. 자기장은 B가 아니고 H로 쓰고 H라면 구속 전류 밀도는 관계없고 오직 자유 전류 밀도만 고려해야 합니다. 전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-49419275088220354582020-03-13T01:01:42.838+09:002020-03-13T01:01:42.838+09:00감사합니다. 전역하고 나서 보니까 모든 게 다 헷갈리네요..
혹시 하나만 더 여쭤봐도 될...감사합니다. 전역하고 나서 보니까 모든 게 다 헷갈리네요.. <br />혹시 하나만 더 여쭤봐도 될까요ㅠ? 정자기장 파트인데 매질까지 들어가니까 알 것 같으면서도 자꾸 헷갈립니다ㅠ.<br /><br />원통형 막대자석에 관한 문제인데, <br /><br />1. 표면전류밀도가 J_ms = M_0 이고 phi 방향으로 흐른다고 가정했습니다. <br />2. 이 때 원형자석이 z축 상에 놓여 있다고 가정할 때 <br />3. z축의 B성분이 자기장 접선성분 경계조건 a_n2 X (H_1-H_2) = J_s에 의해 mu_0 * M_0에 해당하는 양만큼 바뀐다고 합니다.<br />4. 이 때 두 매질은 원통형 막대자석과 외부 자유공간으로 구성되어 있습니다.<br /><br />이게 계속 고민해도 헷갈립니다.<br /><br />(1) 같은 매질 내부에서 z축상 위에서 mu_0*M_0 만큼 변한다는 건지(vertical)<br />(2) 아니면 그 z축선상의 z점에 있는 B성분이 외부자기장에 대하여 mu_0*M_0 만큼 차이가 난다는 건지(horizontal)<br />(3) 그리고 (2)의 경우라면 B_1t = mu_0*H_1t = mu_0*M_0 + mu_0*H_2,t 인데 mu_0*H_2,t = B_1t 일 때만 식이 성립하는데 매질이 다르므로 말이 안 되는 것 같거든요.<br /><br />하;;; 경계서다가 공부하려니까 너무 힘드네요 ㅠAnonymousnoreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-58081487432256389232020-03-12T17:30:32.100+09:002020-03-12T17:30:32.100+09:001. 자기장의 접선 성분에 대한 경계 조건은 정자장과 전자파 모두 경우에 적용할 수 있어요...1. 자기장의 접선 성분에 대한 경계 조건은 정자장과 전자파 모두 경우에 적용할 수 있어요.<br />- 자기장의 접선 성분은 완전 도체든 초전도체든 항상 성립합니다.<br />- 전도도를 가정하면 정자장이 아니고 전자파 조건입니다. 정자장에는 전도도란 개념이 없어요.<br />- 문장 하나를 고민하기보다는 경계 조건이란 전체 개념을 보시는 방식도 있어요. 교재 번역이 부족할 수도 있어요.<br /><br />2. 자기장의 경계 조건이므로 자화 밀도까지 가면 안 됩니다. 자화 밀도에 대한 조건은 자속 밀도의 경계 조건입니다. 자기장과 자속 밀도의 경계 조건은 반드시 구별해야 합니다.전파거북이https://www.blogger.com/profile/07203516805468189650noreply@blogger.comtag:blogger.com,1999:blog-5064686886283774271.post-77253668002256191192020-03-10T20:26:48.263+09:002020-03-10T20:26:48.263+09:00다시 생각해봤는데 대체 왜 J_s가 0이 되어야 한다고 했는지 아직까지 이해가 잘 가지 않...다시 생각해봤는데 대체 왜 J_s가 0이 되어야 한다고 했는지 아직까지 이해가 잘 가지 않네요. Cheng의 다른 예제를 보면, 자화밀도 M이 매질 내에서 균일하다면, bound current는 내부에서 서로 모두 상쇄되고, 표면전류밀도 J_ms = M X a_n이므로 0이 아니게 되는데 이 경우에는 경계면에서 항상 J_ms가 있습니다. <br /><br /><br />텍스트북이 잘못 썼을 리는 없고 제가 어디서 뭔가를 잘 이해 못하고 있는 것 같은데 어느 부분에서 헷갈린 건지 아직 감이 안 오네요 ㅠㅠAnonymousnoreply@blogger.com