1860년 스코틀랜드의 애버딘대학과 킹스칼리지가 합병되었다. 중복되는 교수직은 하나로 통합되어야 했다. 애버딘의 제임스맥스웰과 경합을 벌인 사람은 킹스칼리지의 데이비드 톰슨이었다. 정치에 미숙했던 맥스웰은 교수직을 잃는다. - P174
졸지에 실업자가 된 맥스웰은 낙담하여 고향을 떠나 런던으로 가야 했다. 그곳에서 맥스웰은 과학의 역사에 남을 방정식을 만들게 된다. - P174
현재 우리는 전기에 기반을 둔 문명 속에 살고 있다. 맥스웰 방정식은 모든 전기 현상을 네 개의 방정식으로 정리한 것이다. - P175
전기의 역사에서 결정적인 국면은 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 생긴다는 발견이다. 전류는 말 그대로 전하의 흐름이다. 즉, 도선에 전류를 흘려주면 자석이 된다. 이름하여 전자석이다. - P175
정리해보자. 전하는 전기장을 만들고 전류는 자기장을 만든다. 그렇다면 자석의 자기장은 누가 만드나? 자석은 20세기 양자역학이 탄생한 다음에야 이해된다. - P176
맥스웰 방정식은, 전하가 있다면 그 주위 공간에 전기장이 어떻게 분포하는지, 전류가 있다면 자기장이 어떻게 분포하는지 알려준다. 전기장, 자기장은 공간 어디에나 있다. 따라서 이들을 제대로 기술하려면 공간의 모든 지점에서 그 값을 알아야 한다. - P176
맥스웰 방정식에는 이것 말고도 다른 흥미로운 내용이 들어있다. 자기장이 시간에 따라 변해도 전기장이 만들어진다. - P176
쉽게 말해서 자석을 흔들면 주위에 전기장이 만들어진다. 아니, 이렇게 쉽게? 그렇다. 전기장이 만들어지면 전하가 힘을 받아움직인다. 전류가 흐른다는 의미다. 결국 도선 근처에서 자석을 흔들어주면 도선에 전류가 흐르기 시작한다. - P177
실제 발전기에서는 고정된 자석 내에서 도선이 회전한다. 회전하는 부분을 터빈이라 부른다. 결국 터빈을 돌려주면 전기가 만들어진다. 수력발전에서는 물이 떨어지며 물레방아 돌리듯이 터빈을 돌려 전기를 만든다. - P177
음양의 조화를 아는 사람이라면 이런 질문을 해야 마땅하다. 그 반대도 가능한가? 즉, 전기장이 변하면 자기장이 만들어지나? 답은 ‘그렇다‘다. - P177
눈썰미가 있는 사람이라면 여기서 재미있는 결과를 추론할수 있다. 자기장이 변하면 전기장이 만들어진다. 반대로 전기장이변하면 자기장이 만들어진다. 그렇다면 전기장이 자기장을 만들고, 그렇게 만들어진 자기장이 다시 전기장을 만드는 상황이 가능하지 않을까? - P178
맥스웰은 이것에 ‘전자기파‘란 이름을 주었다. 놀랍게도 전자기파가 정말 존재한다. 바로 ‘빛‘이다. - P178
빛은 전자기파의 일종이다. 전자기파는 파장이나 주파수에따라 그 종류가 나뉜다. 주파수가 커지는 순서로 알아보자. 우선주파수가 작은 영역에 우리에게 익숙한 AM, FM 같은 라디오전파가 있다. - P178
맥스웰의 전자기파를 실험으로 확인해준 사람은 하인리히 헤르츠였다. 그의 이름은 진동수의 단위에 남아 있다. ‘89.1MHz(메가헤르츠) KBS 제2FM‘의 헤르츠 말이다. - P180
헤르츠가 1894년 패혈증으로 사망하지 않았다면 공동수상했을 것이다. 1912년 4월 14일 타이타닉호는 자신이 침몰 중이라는 것을 무선전신으로 송신한다. 1920년대가 되면 라디오가 보급되고 ‘방송‘이라는 개념이 생겨난다. - P180
제2차 세계대전 중에는 전자기파가 영국을 구한다. 영국은
‘레이더‘라는 신기술을 가지고 있었다. 전자기파를 쏘아서 멀리 있는 물체의 존재를 알아내는 장비다. - P180
따라서 영국으로서는 적의 공격 루트를 미리 정확히 알고 재빨리 출격하는 것이 중요했다. 독일공군은 공습을 갈 때마다 번번이 영국 전투기들의 대환영을 받아야 했다. 영국군은 레이더로 적의 움직임을 손바닥 보듯 알았던 거다. - P181
전자기파는 예외지만, 사실 맥스웰 이전에 이미 전기는 실생활에 쓰이고 있었다. 맥스웰의 진정한 업적은 전기와 자기에대해 알려진 사실들을 집대성하여 네 개의 수식으로 정리해낸 것이다. - P181
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