집필예시 및 안내문

표제어 (번호/한글/영문)	1234 / (한글) 레이던병 / (영어) Leyden jar, Leiden jar (독일어) Leidener Flasche

(제출시 파란색 작성요령은 삭제)

(기준 : 텍스트로만 2페이지 이상 3페이지 이하. 동영상 또는 그림 등 1개 포함)

(표제어 제목을 적습니다. 표제어 영문을 표제어 목록 그대로 적고 필요하면 다른 외국어명도 적습니다)

(그림 작성 요령)

표제어당 최소 3개 이상포함

간단한 그림은 가능한 직접 그리면 가점

웹상의 이미지는 저작권이 없는 것을 사용 (아래참고). URL 출처를 반드시 명시

직접 그리기 어렵거나 저작권이 있는 경우 원본파일 또는 최대한 자세한 스케치 형태로 제출

그림은 .png 또는 .jpg 파일로 저장하여 별도 파일로 제출. 파일명은 표제어#.png (레이던병1.png, 레이던병2.png ...)

그림 1은 전형적인 레이던병을 그린 그림이다. 유리(glass)병의 아랫면과 옆면 아랫부분의 안쪽과 바깥쪽에 금속박(metal foil)을 입히는데, 보통 주석(tin)박을 많이 사용한다. 병의 입구는 절연체로 된 마개로 막고, 이 마개를 뚫고 지나가는 금속 선을 설치하여 병 안쪽의 금속 선은 안쪽 면의 금속박에 닿도록 한다. 병마개 위쪽의 금속 선 끝은 공 모양으로 뾰족하지 않게 하여 쉽게 방전이 일어나지 않도록 한다. 그림 1에서는 윗부분의 금속 막대와 아랫부분의 금속 사슬이 이 금속 선의 역할을 한다. 그림 2의 일반적인 축전기와 비교하면, 병 안팎의 두 금속박이 축전기의 두 판(plate)에 해당하고, 유리병이 두 판 사이의 유전체 역할을 하며, 금속 선은 한쪽 판과 연결되는 도선의 역할을 한다. 레이던병은 금속 선의 병마개 위쪽 부분에 전기를 띤 물체를 접촉시켜 전하를 저장한다. 바깥쪽 금속박을 접지하면 안쪽 금속박과 바깥 쪽 금속박에는 양이 같고 부호가 반대인 전하가 저장된다. 전하가 저장되면 두 금속박 사이에는 전위차가 발생하는데, 이 전위차는 35,000 V 정도로 상당히 클 수도 있다.

(첫번째 문단은 표제어에 대한 정의로 최대한 간단하게 적고, 두번째 문단부터 자유롭게 서술합니다.)

그림1. 전형적인 레이던병의 구조 (그림이 들어갈 위치에 그림 캡션을 옆과 같이 넣습니다. 그림 출처를 반드시 아래와 같이 링크를 걸어주시기 바랍니다)

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leyden_jar_showing_construction.png

그림 2. 전형적인 축전기의 모식도

집필자가 그린 그림 (직접 그린 경우 옆과 같이 표시하시기 바랍니다)

레이던병은 1745년에 독일의 폰클라이스트(von Kleist, E. G., 1700-1748)에 의해, 그리고 거의 동시에 독립적으로 1746년 네덜란드의 뮈스헨브룩(Musschenbroek, P. van, 1692-1761)에 의해 발명되었다. 레이던병이란 이름은 뮈스헨브룩이 재직하고 있던 레이던 대학의 소재지인 레이던 시의 이름에서 따온 것이다. 초기의 레이던병은 그림 3과 같이 유리병 안에 물이나 알코올 등의 액체를 담은 형태였다. 물이 축전기의 한 판의 역할을 하고 유리병을 들고 있는 손이 다른 한 판의 역할을 하므로, 레이던병은 손으로 들고 있을 때만 전하를 저장할 수 있었다. 그림 3은 뮈스헨브룩의 조수였던 쿠나에스(Cunaeus A., 1712-1788)가 레이던병을 충전하는 모습을 그린 것인데, 오른쪽 유리 공을 돌려서 쇠사슬에 생긴 마찰전기가 수평 막대에 감긴 쇠사슬과 레이던병 안의 물 속으로 드려진 금속 막대를 통해 물에 저장되었다. 쿠나에스는 물에 저장된 전하와 반대 전하가 저장된 손으로 금속 막대를 꺼내려고 잡다가 큰 전기 충격을 받았고 이틀 뒤에야 회복되었다고 하는데, 이는 레이던병에 상당히 많은 양의 전하를 저장할 수 있음을 보여준다.

그림 3. 초기의 레이던병에 충전하는 모습

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cuneus_discovering_the_Leyden_jar.png

레이던병이 발견된 초기에 병 바깥쪽 축전기 판 역할을 하던 손은 바깥 금속박으로 대체되었고, 그 후 병 안의 물도 안쪽 금속박으로 대체되었다. 그리고 20세기 초 레이던병은 점차 작고 간편한 현대의 축전기로 대체되었다. 초기 연구자들은 전하가 일종의 유체라고 생각하여 병에 저장하려고 하였고, 이 전하가 레이던병 안의 물 속에 저장된다고 생각하였다. 1700년대 미국의 정치가이자 과학자인 프랭클린(Franklin B., 1706-1709)는 전하가 유리에 저장된다고 생각하였고, 1800년대에는 그렇게 가르쳐졌다. 실제로는 축전기의 두 판 사이가 진공인 진공 축전기에서처럼 두 판 사이에 물질이 없어도 전하는 저장되는데, 이 전하는 그림 2에서와 같이 금속 판의 서로 마주보는 면에 저장된다.

0.5 리터 들이의 전형적인 레이던병의 전기용량은 약 1 nF 정도이다. 이보다 큰 전기용량을 얻으려면, 여러 개의 레이던병을 직렬연결하면 되는데, 그림 4에서럼 왼쪽 레이던병의 바깥 금속박을 오른쪽 레이던병의 금속 선을 통해 안쪽 금속박에 연결하면 된다.

그림 4. 큰 전기용량을 갖도록 직렬 연결된 레이던병들

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V09_D356_Wired_series_of_leyden_jars.jpg

(참고) 저작권이 없는 이미지 검색 사이트 및 사용법

flicker 사진: https://www.flickr.com/explore 에서 키워드로 검색 후 사용 (기본 검색은 무료이미지로 사용 가능함)

gettyimages: https://www.gettyimages.com/ 에서 키워드로 검색 후 사용 (네이버 사용계약이 체결되어 있어 예외적으로 유료 이미지도 사용 가능함)

google 이미지 검색: (https://www.google.co.kr/imghp?hl=en&tab=wi&authuser=0)에서 키워드로 검색 --> Tools 메뉴에서 Usage rights를 Labeled for reuse로 설정한 후 검색된 이미지 사용 가능

Wikimedia (https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page) 또는 Wikipeda (https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page)에서 검색한 이미지는 Licensing 또는 Permission 또는 Copyrights가 free 또는 public domain인 경우는 사용 가능함.