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전자기학

 

전자기학(Electromagnetism)은 굳이 내용을 설명할 필요가 없을 정도로 사실 여러분에게 매우 친숙한 학문입니다. 그럼에도 불구하고 상당수의 학생들이 전가기학을 아주 어렵게 느끼고 실제로 시험을 보면 성적이 좋지 않게 나오는 경우가 많습니다.
그 주된 이유 중의 하나는 물리학과 전공수준의 전자기학은 단수한 현상에 대한 일차적인 이해에 만족하는 것이 아니라 여러 현상을 추상적인 미분방정식의 (Maxwell Equations) 형태로 일관성이 있도록 이해하려고 하기 때문입니다.
학생들이 같은 제일 큰 어려움 중의 하나는 Maxwell 방정식이 매우 생소한 수학적인 구조로 표현된다는 데 있습니다. Divergence, Curl 등이 그런 것들이며 이런 것을 다루는 분야를 vector analysis라고 합니다. 그래서 이상적으로 수리물리 등의 과목에서 vector analysis을 마스터한 상태라면 전자기학을 배우기가 매우 수월할 것입니다. 그러나 현실적으로 수리물리를 전가기학보다 먼저 배우기가 용이하지 않습니다.
그래서 전자기학 코스의 제일 앞부분에는 대개 1-2장 정도 vector analysis를 다루고 있습니다.
이 부분의 내용을 완전히 마스터하는 것이 아주 중요합니다. 이 부분에서는 고등학교에서 수학정석을 푸는 기분으로 거의 모든 연습문제를 다 풀어보는 것이 좋으며 Divergence, Curl, Gauss theorem, Stokes theorem 등을 능수능란하게 다룰 수 있어야 합니다. 일단 이 고비를 넘어서면 여러분이 이미 가지고 있는 전가기학에 대한 경험을 수학적인 방법과 잘 연결시켜서 아주 즐겁게 전자기학을 공부할 수 있습니다.

전자기학의 교재는 여러 가지가 있으나 딱히 아주 좋은 교재는 없는 실정입니다. 전통적으로 많이 쓰이는 교재는 Reitz and Milford의 책인데 이 책은 약간 engineering 취향입니다. 이론물리를 전공하시는 교수님들은 Griffiths의 교재를 선호하는 경향이 있습니다. 일반적인 교재로는 그다지 적합하지 않지만 기본 개념을 이해하기에는 Purcell의 Electromagnetism (Berkeley Physics Course Vol.2)가 아주 좋은 책입니다. 또한 Feynman Lecture의 Volume 2가 전자기학을 다루고 있는데 이 책은 그야말로 걸작이며 참고서로 꼭 보시기를 권합니다. 그리고 대학원 수준의 대표적인 교재로 Jackson의 Classical Electrodynamics가 있습니다.

 
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