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이것은 다른 방식으로도 작동합니다. 들어오는 전자기파는 패러데이 케이지의 이동 전하에 의해 취소됩니다. 귀하의 휴대전화는 문자 메시지나 전화를 받고 있다는 사실을 알 수 없습니다.
케이지의 재료가 왜 중요한지에 대해 잠시 집중해 보겠습니다. 패러데이 케이지는 전기 도체, 구리, 알루미늄, 강철과 같은 금속으로 만들어집니다. 전도성 물질에서 원자는 전자 중 하나를 이웃 원자와 공유할 수 있습니다. 이는 전자가 한 원자에서 다음 원자로 거의 자유롭게 이동할 수 있음을 의미합니다. 목재, 플라스틱, 유리와 같은 재료인 절연체의 경우에는 그렇지 않습니다. 절연체의 경우 이러한 전자는 원래 원자에 붙어 움직일 수 없습니다.
도체가 전하를 이동시킬 수 있기 때문에 멋진 일이 일어날 수 있습니다. 즉, 전기장이 전도성 물질을 만나면 순 전기장이 0이 되도록 전하를 이동시킵니다.
다음은 사고 실험입니다. 전도성 금속으로 만들어진 구가 있고 전자를 추가한다고 상상해 보세요. (이러한 추가 전하는 어디에서나 발생할 수 있지만 가장 일반적인 실제 사례는 풍선을 머리에 문지르면 발생하는 것과 같은 정전기 상호 작용입니다. 전자는 머리에서 풍선으로 이동합니다. 이 상호 작용은 또한 건조기에서 양말을 꺼낼 때 충격을 받는 이유, 겨울에 머리카락이 엉키는 이유, N95 마스크가 작동하는 이유, 라이덴 병이 빛을 발하는 이유 등)
건조기에서 바로 꺼낸 전기적으로 충전된 양말에 구체를 접촉시켜 전자 100개를 추가한다고 가정해 보겠습니다. 이 전자들은 모두 다른 전자를 밀어내는 전기장을 생성합니다. 결과적으로 그들은 모두 밀려나서 구 표면에 떨어지게 됩니다. (구체에서 뛰어내릴 수는 없습니다.) 다음은 다음과 같습니다.
비디오: 레트 알랭
그러나 여기에 매우 중요한 부분이 있습니다. 이제 이 전자들은 구 내부의 어느 지점에서나 총 전기장이 0이 되는 방식으로 구 표면에 배열됩니다. (그것 가지다 0이 되도록. 필드가 0이 아니면 자유 전자와 이동할 수 있는 모든 전하를 밀게 됩니다. ~일 것이다 구 표면을 향해 이동합니다.) 전기장이 0이면 더 이상 전자기파를 가질 수 없습니다. 이제 구는 패러데이 케이지가 되었습니다.
자기장은 어떻습니까? 그것도 상쇄되나요? 전기장과 같은 방식은 아닙니다. 문제는 자기 전하 같은 것이 없다는 것입니다. 이는 도체 내부의 자기장을 상쇄하기 위해 자기 전하를 분리할 수 없음을 의미합니다. 하지만 걱정하지 마십시오. 전자기파에는 변화하는 전기장이 필요하다는 점을 기억하십시오. 그리고 변화하는 자기장. 전기장을 취소하면 전자파가 발생하지 않습니다.
리얼 패러데이 케이지
패러데이 케이지는 구형일 필요는 없습니다. 내부가 비어 있으면 어떤 모양이라도 될 수 있습니다. (전하가 모양의 표면에 나타나기 때문에 속이 비어 있어도 상관없습니다.) 하지만 실제로는 휴대폰을 그냥 덮을 수는 없습니다. 어느 전기 전도체가 패러데이 케이지 역할을 할 것으로 기대합니다. 또한 중요한 두 가지 요소가 있습니다. 재료의 두께와 견고성입니다. 두께부터 시작해 보겠습니다.
패러데이 케이지의 매개변수 중 하나는 “피부 깊이”입니다. 전자파를 효과적으로 상쇄할 수 있도록 물질의 최소 두께를 계산하는 방법입니다. 표피 깊이는 재료의 저항률(전자가 이동하기 어려운 정도), EM파의 주파수 및 재료의 자기 특성에 따라 달라집니다. 이는 전파와 같은 더 긴 파장의 경우 케이지에 더 두꺼운 재료가 필요하다는 것을 의미합니다.
