Permittivity vs. Permeability

본 게시물에서는 유전율(Permittivity)와 투자율(Permeability)에 대해 알아보고자 한다.

 

[유전율(Permittivity)]

• 물질이 전기장에 얼마나 잘 반응하는지를 나타내는 척도
• 현대의 과학자들이 사용하는 맥스웰 방정식의 가우스 법칙에는 유전율이라는 개념이 포함돼 있다.
• 가우스(C. F. Gauss, 1777-1855)가 가우스 이론을 제시했던 1835년에는 유전율이라는 개념이 포함돼 있지 않았다.
• 이는 아마도 진공에서의 전기장과 전하의 관계를 설명하는 데 중점을 두었던 것으로 풀이될 수 있을 것이다.
• 맥스웰은 자신의 논문( 'A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field' , 1865)에서 유전율이라는 용어는 사용하지 않았지만 '전기 변위'를 설명하기 위해 유전율이라는 개념을 도입했다.
• 맥스웰은 빛의 속도와 더불어 앙페르가 제안했던 전류와 자기장 사이의 비례상수를 이용하여 유전율(진공 유전율) 값을 계산했다.
• 이후 유전율(Permittivity)이라는 용어는 1880년대 과학자인 올리버 헤비사이드에 의해 도입됐다.
  * 헤비사이드가 기존 맥스웰을 이론들을 정리해 현재의 맥스웰 방정식을 탄생시킨 것으로 알려져 있다.

[투자율(Permeability)]

• 물질이 자기장에 얼마나 잘 반응하는지를 나타내는 척도
• 현재의 맥스웰 방정식의 패러데이 법칙과 앙페르-맥스웰 법칙에는 투자율이 적용돼 있지만,
• 패러데이와 앙페르가 연구하던 시기에는 투자율이라는 개념이 존재하지 않았음.
• 다만, 앙페르가 수행했던 전류와 자기장 관계 실험에서 비례상수가 계산됨.
• 이후 맥스웰이 빛의 속도와 진공 유전율, 진공 투자율 사이의 관계를 명확히 함.
• 1872년에 영국의 물리학자 윌리엄 톰슨(William Thomson, 흔히 케빌경)의해 사용됨.
• 헤비사이드가 투자율에 대응하는 개념으로 유전율을 만들게 됨.

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