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물리 이야기

전기와 자기에 대한 용어 설명

by ()!~!# 2022. 4. 4.

전기 현상과 자기 현상이 생기는 원인과 전자기의 상호 관계를 알았다고 해서 금방 물리학자처럼 보이지는 않습니다. 물리학자처럼 보이려면 물리학저처럼 이야기할 줄 알아야 합니다. 즉, 물리학자들이 사용하는 과학적 언어를 사용하여 전자기에 대해 이야기할 수 있어야 한다는 것입니다. 사람이 사용하는 언어는 그 사람에 대한 많은 정보를 제공합니다. 특정한 사투리는 그 사람의 고향이나 자란 곳을 알 수 있게 해 주며, 전문 용어들은 그 사람의 직업을 짐작할 수 있게 해 줍니다. 이와 마찬가지로 어떤 사람이 물리학을 얼마나 잘 알고 있는가 하는 것도 그 사람이 물리학 언어를 얼마나 제대로 사용하는가를 통해 짐작할 수 있습니다.

 

물리학의 언어에는 물리 용어, 단위, 물리 개념, 수학 공식 등이 속합니다. 그중 물리 용어란 물리학의 내용을 설명하기 위해 사용하는 단어를 의미하며, 힘, 속도, 전하, 전기력 등이 대표적인 예가 됩니다. 힘의 경우처럼 일상생활에서 사용하는 단어를 그대로 물리 용어로 사용할 때가 용어가 가진 물리학적 의미와 일상적인 의미가 크게 다를 수 있으므로 조심해야 합니다. 물리학을 공부할 때 물리 용어가 가진 물리학적 의미, 즉 물리 개념에 대해 정확이 이해하고 있어야 실수를 하지 않을 수 있습니다.

 

물리학은 실험과 뗄 수 없는 관계를 가지고 있습니다. 실험으로 확인할 수 없는 것은 물리학의 대상이 아닙니다. 실험 측정을 하려면, 기준, 또는 표준을 만들어 이것의 몇 배가 되는지 비교해야 합니다. 물리량의 표준이 되는 것은 바로 단위입니다. 예를 들어 사람의 키가 170이라는 것은 무의미합니다. 물론 경험상 170cm가 맞겠지만 우리가 알지 못하는 어딘가에 정말로 키가 170mm나 170m가 되는 사람이 있을지도 모릅니다. 물리학이 수학과 다른 점이 바로 단위가 있고 없고입니다. 물리학은 객관적이고 엄밀한 과학이기 때문에 수학을 언어와 계산 수단으로 사용합니다. 그러나 수학과 물리학은 엄연히 다르다는 것을 잊지 않아야 합니다. 수학에 약해도 물리학을 잘하는 학생들이 많이 있을 수 있기 때문입니다.

 

물리학자들은 전기 현상을 엄밀하게 다루기 위해서 여러 가지 물리 용어를 사용합니다. 이미 소개한 전하, 전기력, 전류 외에도 전기장, 전위, 전압, 전지, 전기에너지, 전력, 전기 저항, 전기 전도도, 절연체, 도체, 금속, 반도체, 전기 회로 등이 사용됩니다. 아마 전압, 전류, 전력, 저항 등은 일상생활에서 많이 들어본 단어일 것입니다. 흔히 사용하던 단어라도 이런 물리 용어가 정확히 무엇을 의미하는지 정확하게 기억해 두는 것이 중요합니다. 자주 사용되는 용어일수록 중요한 것인 만큼 이런 용어의 뜻을 정확히 알지 못하고 넘어가면 나중에 물리를 이해하기가 점점 어려워지게 됩니다.

 

전기의 원인은 전하 한 가지라면서 왜 이렇게 많은 용어를 쓴느지 불만은 가질 수도 있습니다. 물론 원인은 하나입니다. 하지만 그 원인으로부터 생겨나는 현상이 다양하기 때문에, 다양한 현상을 구별하여 분류하고 설명하는 데 필요한 용어를 찾다 보니 물리 용어의 수가 많아진 것입니다. 이런 용어들을 구별하고 뜻을 기억하는 게 처음에는 어렵겠지만 자꾸 사용하다 보면 익숙해지게 됩니다. 자기 현상을 다루기 위한 물리 용어도 마찬가지입니다. 자기의 원인이 되는 전류 이외에 자기장, 자기력, 지구 자기장, 자석, 자기 에너지, 솔레노이드 등의 용어가 등장합니다. 전기에서와 마찬가지로 이런 용어들의 의미를 정확히 기억하는 것이 매우 중요합니다.

 

전기와 자기에서도 국제적으로 정한 단위 기준인 국제 단위를 사용합니다. 국제단위를 예전에는 MKS 단위라고 불렀는데 길이 단위로 미터(m), 질량 단위로 킬로그램(kg), 시간 단위로 초(s)를 사용했기 때문입니다. 길이, 질량, 시간과 같은 물리량을 기본 물리량이고 합니다. 전기 현상의 원인이 되는 전하의 국제단위는 쿨롱(C)입니다. 전하 하시에 작용하는 전기력 법칙을 최초로 발견한 프랑스의 물리학자 쿨롱을 기념하여 쿨롱의 미국식 발음은 쿨롬을 전하의 단위로 사용하고 있습니다. 전하는 기본 물리량 가운데 하나입니다. 자기 현상의 원인이 되는 전류의 국제단위는 암페어(A)입니다. 이 단위는 자기에 대한 법칙을 발견한 프랑스의 물리학자 앙페르를 기념하여 붙인 것이라고 합니다. 전하와 달리 전류는 기본 물리량이 아닙니다. 도선에 전류가 흐르려면 반드시 전원과 도선이 연결되어 닫힌 경로를 이루어야 합니다. 전원은 전하를 도선을 따라 이동시키는 역할을 합니다. 이때 전하가 도선을 따라 이동하는 것을 전류라고 합니다.

 

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