3-1. 전자기파란 — 전기장과 자기장의 파도타기

스마트폰은 어떻게 줄도 없이 인터넷에 연결될까?

잠깐 주변을 둘러봐. 지금 네가 있는 방에는 사실 눈에 보이지 않는 파도가 수백 개나 넘실거리고 있어. WiFi 신호, 라디오 방송, TV 채널, 블루투스, 심지어 누군가가 보낸 문자 메시지까지 — 이 모든 것이 공기 중에 떠다니고 있다는 거야.

그런데 생각해봐. 소리는 공기가 흔들려야 전달되잖아? 우주 공간은 공기가 없으니까 소리가 전달되지 않아. 그런데 태양 빛은 텅 빈 우주를 건너서 지구까지 도달하잖아? 줄도 없고, 공기도 없는데 대체 뭐가 흔들리는 거야?

핵심 질문: 아무것도 없는 빈 공간을 뭐가 어떻게 지나올 수 있을까?

이 질문의 답을 찾으면, 빛의 정체는 물론이고, WiFi, 전자레인지, X선, 라디오파가 모두 같은 종류의 파도라는 놀라운 사실을 이해하게 될 거야.

지금까지 알아낸 것 — 전기와 자기는 떼려야 뗄 수 없다

지금까지 우리는 정말 대단한 것들을 알아냈어:

• 전류(움직이는 전하)가 자기장을 만든다 — 외르스테드가 발견했지.
• 자기장이 변하면 전류(전기)가 생긴다 — 패러데이가 발견한 전자기 유도야.
• 전기와 자기는 서로를 만들어낸다 — 둘은 완전히 별개가 아니라, 하나의 현상의 두 얼굴이었어.

바로 앞에서 우리는 맥스웰이라는 천재 물리학자가 이 모든 것을 하나로 정리했다는 이야기를 했어. 맥스웰은 수학으로 계산해보다가 놀라운 예측을 했지: "전기장과 자기장이 서로를 만들면서 빈 공간을 파도처럼 퍼져나갈 수 있다!"

이번에는 그 "파도"가 대체 무엇인지, 어떻게 만들어지는지, 왜 빈 공간도 건너갈 수 있는지를 자세히 알아볼 거야.