전기와 자기의 아름다운 세계

전자기, 맥스웰의 스파크 ㅣ 선생님도 놀란 과학 뒤집기 17
백종민 지음 / 도서출판성우 / 2002년 1월

솔직히 말하자면, 물리에서 제일 어렵다고 느꼈던 분야가 바로 전자기이다. 전기는 어떻게든지 조금은 이해가 가능하겠는데, 자기는 도대체 뭔지 모를 것이었다. 거기다가 자기가 내 머리를 골때리게 하는 것처럼, 가전제품에서 발생하는 전자파에서 제거하지 못해 문제가 되고 있는게 바로 자기장이라고 한다. 그렇지만 내가 전자기를 사랑할수록 그들도 나를 사랑해 줄 것이라고 학교 물상 선생님이 말씀하셨다. 그래서 이제부터는 더욱더 전자기에 대한 관심을 가지고 배워야겠다는 생각을 하게 되었다. 

전자기가 비록 어렵더라도, 살기 위해서는 필수적으로 배워야 하는 학문이다. 미국에서는 연간 사망자 수가 홍수 다음으로 벼락을 원인으로 죽은 사람이 제일 많다는데, 벤자민 프랭클린이 전기와 자기에 관한 이야기를 잘 했음으로 인하여 피뢰침을 발명, 수많은 인명을 살릴 수 있었다. 또한 우리가 사용하고 있는 휴대폰, TV, 전자레인지, 컴퓨터 등이 모두 전자기를 바탕으로 이룩해낸 발명품들이다. 이들이 없으면, 한순간이라도 살지 못하는 인류이다. 한번은 시골에 가서 실수로 휴대폰을 챙기지 않아, 전자제품 하나 없이 지내야 했던 사태가 발생했고, 그날 하루는 마치 지옥에서 보내느 것과 같음을 금방 느꼈던 것처럼, 전자기는 우리의 삶과 밀접하다. 

그래도 배울 필요성을 느끼지 못한다고? 내가 하지 않으면 다른 사람이 할 거라고? 그런 마음을 먹어선 안된다. 전 인류의 아이디어가 모여야만 과학이 발전하는 것이다. 그러면 이제부터 전자기를 본격적으로 배워보자. 우리 주변에서 제일 쉽게 전자기를 느끼는 예가 하나 있는데, 바로 정전기이다. 여름에는 잘 느끼지 못하지만, 겨울에는 시도때도 없이 위협하는게 정전기다. 모직 옷을 벗을 때마다 온몸이 찌릿찌릿하는 그 고통! 그런데 이 정전기는 수천 V에 이르른다. 그런데도 왜 사람은 죽지 않는 것일까? 그 까닭은 정전기가 말그대로 정지해 있는 전기이기 때문이다. 정지해 있으니 전류가 거의 흐르지 않아 사람에겐 무해하다. 

벼락의 원리는 무엇일까? 우선 벼락이 주로 적란운이 생겨날 때 만들어짐을 알아야 한다. 이 구름의 상단부는 음전하를, 하단부는 양전하를 띄고 있는데 이 전자들이 아래로 움직이면서 낙뢰를 일으킨다. 이 때 주변 공기는 급격히 팽창과 수축을 반복하며 진동하는데, 여기서 파동이 잠깐 나오지만 소리는 매질의 진동으로 이루어진다. 그런데 이 공기가 엄청나게 진동을 해대니, 그 엄청난 소리로 마들어지는게 바로 천둥이다. 빛이 소리보다 비교도 안 될 정도로 빠르다는 것은 기본 상식이다. 그러므로 번개가 치는 것을 본 후에 몇 초 후에 천둥소리가 들리는지를 알아보고 번개가 얼마나 멀리서 쳤는지 알 수 있다. 

전자기는 알면 알수록 신기한 학문이다. 책을 읽을 수록 물리가 점점 더 쉬워지는 듯 하다. 물리를 조금 더 가까이 해 보기 위하여, 다른 동아 사이언스시리즈도 읽어보아야겠다.