안녕하세요 bos님! bos님 영상을 보면서 정말 도움을 많이 받은 공대 대학원생입니다 :) 처음으로 직접 질문을 하고 싶은 게 있어서 댓글을 남깁니다. 3:32 부분에서 외부 전기장을 상쇄시킬 수 있을 때까지 도체 내부에서 전하 배치가 이루어진다고 말씀해주셨는데, 즉, 내부에 +, -전하가 나누어지는 정도 (이걸 우선 dipole moment이라고 생각해도 되는 것인지도 잘 모르겠습니다 맞나요..?)에 따라 외부 전기장을 상쇄시킬 내부 전기장이 특정 양만큼 생길 것이고, 특히 뾰족한 도체의 경우 tip쪽으로 전하가 쏠리면 형성되는 전기력선이 훨씬 증가하는 것으로 알고 있습니다. 정리해서 말씀드리자면 제가 도체 내부의 전하 배치로 인해 금속 경계 밖으로 생기는 전기력선을 늘려서 도체 주변의 전기장을 크게 왜곡시키고 싶은데 주변의 전기장 세기를 결정짓는 것이 도체 내부의 dipole moment라고 생각합니다. 이 dipole moment가 어느 정도로 생기는지 계산 가능한 식이나 관련 논문을 아시는 지 궁금합니다. 제 추측으로는 금속의 일함수나 금속의 aspect-ratio(tip이 뾰족한 정도) 등등에 의해 영향을 받는 것 같은데, 구체적으로 더 아시는 사항이 있으신지 궁금합니다. 감사합니다!
안녕하세요, 좋은 댓글 남겨주셔서 감사합니다. 답변하기에 앞서 제 연구분야 및 전공이 제어계측 또는 전자기학이 아니라는 점을 말씀드립니다 : ) (제가 아는 선에서 설명 드리자면) 유전체가 아닌 도체에서 dipole mement를 고려하는 것이 유용한 것일지 모르겠습니다. 왜냐하면 도체의 경우는 자유전자가 있고, 그것이 전기장이 작용될 때 도체 내에 전하가 없도록 하면서 표면전하로 존재하게 하기 때문입니다. 보통 분극을 유전체에서 고려하는 경우는, 유전체 내에는 (자유전자와 같이 이동이 원활한 전하가 아닌) 쉽게 속박되는 전하가 존재하므로 고려됩니다. 도체의 이야기로 돌아오자면, 그러한 이유로 dipole moment를 표면에 존재하는 + 와 - 전자로 고려하는 것이 크게 의미있지 않을 것 같습니다. 전기장을 조절하는 것은 전압(전위 차)에 의해서 이미 가능하기 때문에 전기력선도 제어 계측시에 사용하는 기기의 전압에 의해서 결정되는 것으로 파악이 됩니다. +) 예전에 잠시 실험 연구실에서 제어계측을 담당 했을 때, Van der Pauw method에 대해 찾아본 적이 있어요. 제가 기억하기로는 그 방법이 샘플의 전기적특성 측정 결과를 최소화 하는 방법인데, 전압과 전기장에 관련된 개념이었던 것 같습니다. 질문자님의 목적과 잘 상응하는지 확신은 없지만, 참고용으로 한번 보셔도 좋을 것 같아요. 제가 현재는 이론 연구실에서 물리(통계물리학, spin glass 쪽) 연구를 하게 되어 오히려 제어 계측에 대해서는 지식이 거의 없어서요 : ) 질문에 대해 보다 전문적인 답변을 드리지 못해서 아쉽습니다.
BOS님, 바쁘신 와중에 자세한 답변 정말 감사드립니다! 제가 금속을 통해 금속 밖에 주변 고분자 matrix의 전기장을 증가시키려는 이유는, 주변 금속 경계 밖에서의 국부적으로 높게 형성된 전기장 hot spot을 통해 주위에 존재하는 ZnS 반도체로 전하를 이동시켜서 발광 효율을 올리려 하고 있어서, 금속을 통해 전기장을 상승시키려 구상하고 있습니다 :) 제가 BOS님 영상을 통해 더 공부하니, dipole moment와 polarization은 유전체에서 등장하는 개념이고, 금속의 경우 '표면전하밀도'를 고려해야 할 것 같습니다. 그래서 이를 크게 증가시킬 수 있는 요소 및 그 요소에 따른 표면전하밀도를 계산 가능한 관련된 식을 BOS님께서 알고 계신지 궁금하였습니다. 좋은 영상들 정말 감사드립니다! BOS님 정말 감사합니다 :) 🤍
전자기학 교재는 Griffiths 저자, Sadiku, 그리고 Hayt 저자의 교재를 참고합니다! 공학수학 및 수리물리학의 경우는 Kreyszig 또는 Boas저자 교재를 참고하는 편이고, 조금 더 심화적인 내용에 대해서는 Cahill 저자의 Physical Mathematics 교재를 사용합니다 :)
![[전자기학] 포아송 방정식, 가우스법칙 개념](http://i.ytimg.com/vi/4xyUzsbLILc/mqdefault.jpg)
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![[전자기학] 전기 경계조건 (개념편)](http://i.ytimg.com/vi/jY-WgS0kFFU/mqdefault.jpg)
![[전자기학] 무한 선전하 전기장 공식 유도 (가우스 법칙 응용)](/img/1.gif)
진짜 이해 개 잘된다 감사합니다
친절한 말씀 감사드려요!
감사합니다~
댓글 감사드려요 :)
안녕하세요 bos님! bos님 영상을 보면서 정말 도움을 많이 받은 공대 대학원생입니다 :) 처음으로 직접 질문을 하고 싶은 게 있어서 댓글을 남깁니다. 3:32 부분에서 외부 전기장을 상쇄시킬 수 있을 때까지 도체 내부에서 전하 배치가 이루어진다고 말씀해주셨는데, 즉, 내부에 +, -전하가 나누어지는 정도 (이걸 우선 dipole moment이라고 생각해도 되는 것인지도 잘 모르겠습니다 맞나요..?)에 따라 외부 전기장을 상쇄시킬 내부 전기장이 특정 양만큼 생길 것이고, 특히 뾰족한 도체의 경우 tip쪽으로 전하가 쏠리면 형성되는 전기력선이 훨씬 증가하는 것으로 알고 있습니다.
정리해서 말씀드리자면 제가 도체 내부의 전하 배치로 인해 금속 경계 밖으로 생기는 전기력선을 늘려서 도체 주변의 전기장을 크게 왜곡시키고 싶은데 주변의 전기장 세기를 결정짓는 것이 도체 내부의 dipole moment라고 생각합니다. 이 dipole moment가 어느 정도로 생기는지 계산 가능한 식이나 관련 논문을 아시는 지 궁금합니다. 제 추측으로는 금속의 일함수나 금속의 aspect-ratio(tip이 뾰족한 정도) 등등에 의해 영향을 받는 것 같은데, 구체적으로 더 아시는 사항이 있으신지 궁금합니다. 감사합니다!
안녕하세요, 좋은 댓글 남겨주셔서 감사합니다.
답변하기에 앞서 제 연구분야 및 전공이 제어계측 또는 전자기학이 아니라는 점을 말씀드립니다 : )
(제가 아는 선에서 설명 드리자면)
유전체가 아닌 도체에서 dipole mement를 고려하는 것이 유용한 것일지 모르겠습니다. 왜냐하면 도체의 경우는 자유전자가 있고, 그것이 전기장이 작용될 때
도체 내에 전하가 없도록 하면서 표면전하로 존재하게 하기 때문입니다.
보통 분극을 유전체에서 고려하는 경우는, 유전체 내에는 (자유전자와 같이 이동이 원활한 전하가 아닌) 쉽게 속박되는 전하가 존재하므로 고려됩니다.
도체의 이야기로 돌아오자면, 그러한 이유로
dipole moment를 표면에 존재하는 + 와 - 전자로 고려하는 것이 크게 의미있지 않을 것 같습니다.
전기장을 조절하는 것은 전압(전위 차)에 의해서 이미 가능하기 때문에
전기력선도 제어 계측시에 사용하는 기기의 전압에 의해서 결정되는 것으로 파악이 됩니다.
+) 예전에 잠시 실험 연구실에서 제어계측을 담당 했을 때, Van der Pauw method에 대해 찾아본 적이 있어요.
제가 기억하기로는 그 방법이
샘플의 전기적특성 측정 결과를 최소화 하는 방법인데, 전압과 전기장에 관련된 개념이었던 것 같습니다.
질문자님의 목적과 잘 상응하는지 확신은 없지만, 참고용으로 한번 보셔도 좋을 것 같아요.
제가 현재는 이론 연구실에서 물리(통계물리학, spin glass 쪽) 연구를 하게 되어
오히려 제어 계측에 대해서는 지식이 거의 없어서요 : )
질문에 대해 보다 전문적인 답변을 드리지 못해서 아쉽습니다.
BOS님, 바쁘신 와중에 자세한 답변 정말 감사드립니다!
제가 금속을 통해 금속 밖에 주변 고분자 matrix의 전기장을 증가시키려는 이유는, 주변 금속 경계 밖에서의 국부적으로 높게 형성된 전기장 hot spot을 통해 주위에 존재하는 ZnS 반도체로 전하를 이동시켜서 발광 효율을 올리려 하고 있어서, 금속을 통해 전기장을 상승시키려 구상하고 있습니다 :)
제가 BOS님 영상을 통해 더 공부하니, dipole moment와 polarization은 유전체에서 등장하는 개념이고, 금속의 경우 '표면전하밀도'를 고려해야 할 것 같습니다. 그래서 이를 크게 증가시킬 수 있는 요소 및 그 요소에 따른 표면전하밀도를 계산 가능한 관련된 식을 BOS님께서 알고 계신지 궁금하였습니다. 좋은 영상들 정말 감사드립니다! BOS님 정말 감사합니다 :) 🤍
@@SONAMU-fi3kj 넵 ㅎ_ㅎ 좋은 말씀 남겨주셔서 감사합니다 : )
질문드립니다
전자기학이랑 공수는 어떤교재를 참고하시나요~?
전자기학 교재는 Griffiths 저자, Sadiku, 그리고 Hayt 저자의 교재를 참고합니다!
공학수학 및 수리물리학의 경우는 Kreyszig 또는 Boas저자 교재를 참고하는 편이고, 조금 더 심화적인 내용에 대해서는 Cahill 저자의 Physical Mathematics 교재를 사용합니다 :)
bos님, 도체가 중성이든 전하를 띄던
항상 내부에서는 전기장이 0이고
만약 나머지의 전하를 가지고 있다면 표면에 위치한다는건가요?
강의에서 말씀하시는 것이 이상적인 도체인 경우일까요??(perfect electric conductor)
도체에서의 유전율은 그럼 무한대라고 보는게맞을까요?
아뇨, 도체의 경우는 유전율을 생각할 필요가 없습니다 :) (아마도 도전율과 헷갈리신 것 같은데, 개념적으로 유전체에 대해서는 다음의 영상을 참고하시면 될 것 같습니다 ruclips.net/video/1CLZUqst_fk/видео.html )