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41-1. 양성자와 전자의 인력작용

 양성자와 전자의 관계는 ‘전기력의 상호작용’을 갖는다. 이러한 ‘전기력의 상호작용’이 발현되는 과정에서는, 그림 38-5의 상황도처럼 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지가 가장 우세한 조건으로 작용한다. 왜냐하면 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지가 높은 작용압력(파고)으로 구성되었기 때문이다. 또한 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지가 가장 우세한 조건으로 작용하는 효과에 의해, 자체진동의 전자가 매우 큰 인력의 운동량을 갖는다.

그림 38-5의 상황도처럼 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지가 상호 작용할 경우, 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지는 상쇄적으로 중화되고, 이 함몰파와 팽창에너지의 상쇄적 중화효과가 전자의 전기적 관성운동(인력)으로 표출된다. 여기에서 양성자로부터 생성된 양전기장의 함몰파는 매우 큰 작용압력(진공력)을 가졌으나, 이 함몰파의 작용압력은 거리의 제곱에 반비례()되는 형태로 감소한다. 또한 전자의 팽창에너지는 양전기장의 함몰파에 대해 매우 낮은 작용압력을 가졌으나, 이 전자의 팽창에너지는 항상 일정한 본래의 규모를 불변적으로 유지한다.

양전기장의 함몰파를 생산하는 양성자에 대해 자체진동의 전자가 접근적으로 이동할 경우, 상쇄적으로 중화되는 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지는 각각 다른 규모의 작용압력을 갖는다. 또한 상호적으로 접근하는 양성자와 전자가 어느 한계의 거리에 도달하면, 함몰파와 팽창에너지의 작용압력이 동등한 절대치의 평형상태를 유지할 수 있다. 여기에서 함몰파와 팽창에너지의 작용압력이 동등한 절대치의 평형상태를 유지하는 지점의 거리는, 편의상 ‘등가반경’이라고 부르겠다. 이러한 ‘등가반경’의 외부에서는 전자의 팽창에너지가 양전기장의 함몰파보다 더욱 높은 작용압력을 갖고, 이러한 ‘등가반경’의 내부에서는 양전기장의 함몰파가 전자의 팽창에너지보다 더욱 높은 작용압력을 갖는다.

양성자에 대한 전자의 거리가 ‘등가반경’을 가질 경우, 양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지는 동등한 절대치의 평형상태를 유지한다. 또한 양성자에 대한 전자의 거리가 ‘등가반경’을 가지면, 전자의 모든 팽창에너지가 중화적으로 소진된다. 즉 ‘등가반경’의 거리에서는 팽창에너지의 모든 역량이 마지막의 바닥까지 상쇄적으로 중화되고, 이 팽창에너지의 모든 역량을 최종적으로 활용하는 전자의 전기적 인력(운동)이 발현된다. 그러므로 전자의 팽창에너지에 의해 최종적으로 발현된 인력은 더욱 증가할 수 없는 마지막의 한계성을 갖고, 인력의 발현과정에 활용한 팽창에너지의 모든 역량이 중화적으로 소진된다.

자체진동의 전자가 ‘등가반경’의 내부로 진입할 경우, 이 전자의 팽창에너지는 양전기장의 함몰파보다 낮은 작용압력을 갖는다. 즉 양전기장의 함몰파에 대한 전자의 전기적 인력은 일정한 한계로 제한된다. 이와 같이 양전기장의 함몰파에 대한 전자의 전기적 인력이 일정한 한계로 제한되는 것은, 이 전자의 전기적 인력이 더욱 크게 증가할 수 없다는 것을 의미한다. 그러므로 ‘등가반경’의 내부에서는 양성자와 전자의 거리가 더욱 접근하더라도, 전자의 전기적 인력은 변화되지 않는다.

양전기장의 함몰파와 전자의 팽창에너지가 상쇄적으로 중화되는 효과에 의해, 자체지동의 전자는 전기적 인력의 운동효과를 갖는다. 또한 운동주체의 전자가 갖는 인력 Ge는 함몰파의 파동에너지 Wa와 전자의 팽창에너지 Es에 비례한다. 여기에서 운동주체의 전자가 갖는 팽창에너지 Es는 항상 본래의 규모를 불변적으로 유지하고, 함몰파의 파동에너지 Wa는 거리 r의 제곱에 반비례()하는 형태로 감소된다.

양성자의 표피부에서 최초로 발현(생성)된 함몰파의 파동에너지 Wa는 거리 r의 증가와 함께 점진적으로 감소한다. 그러므로 양성자와 전자의 거리 r이 ‘등가반경’의 위치에 도달할 경우, 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es는 동등한 절대치의 평형상태를 가질 수 있다. 여기에서 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 동등한 절대치의 평형상태를 갖는 상황적 조건은

 

     

 

    ...........................     (41-4)

의 구조로 표현할 수 있다.

식 (41-4)의 내용처럼 동등한 절대치의 평형상태를 갖는 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 상호 작용할 경우, 이 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 상쇄적(무마적)으로 중화된다. 또한 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 상쇄적으로 중화되면, 이 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es에 의한 기능적 효과(전기력, 전기장 등)가 대외적으로 표출되지 않는다.

함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 상쇄적으로 중화되는 것은, 이 팽창에너지 Es의 모든 역량이 소진된 것을 의미한다. 또한 팽창에너지 Es의 모든 역량이 소진되면, 팽창에너지 Es의 작용에 의한 인력의 운동효과를 추가적으로 가질 수 없다. 즉 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 상쇄적으로 중화되는 효과에 의해 팽창에너지 Es의 모든 역량을 상실한 전자는, 양성자를 향한 인력이 더 이상의 크기로 증가되지 않는다. 여기에서 팽창에너지 Es의 모든 역량을 상실한 전자는, 양성자와의 거리가 멀거나 가까워도 항상 동일한 규모의 인력으로 반응한다.

함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 동일한 절대치의 작용압력을 갖는 지점의 ‘등가반경’ rg에서는, 팽창에너지 Es의 모든 역량이 잠재적으로 소멸(무마)되고, 팽창에너지 Es의 효과를 반영한 음전기장의 기능적 특성이 대외적으로 표출되지 않는다. 또한 함몰파의 파동에너지 Wb를 반영한 양전기장의 기능적 특성도 대외적으로 표출되지 않는다. 이러한 조건의 상황에서는 양성자와 전자의 결합으로 구성된 원자구조가 전기장의 중성적 입장을 갖는다.

양성자와 전자의 거리 r가 등가반경 rg를 초과한 지점(r>rg)에서는, 전자의 팽창에너지 Es가 함몰파의 파동에너지 Wb보다 더욱 높은 작용압력(Es>Wb)을 갖는다. 이와 같이 전자의 팽창에너지 Es가 함몰파의 파동에너지 Wb보다 더욱 높은 작용압력을 가질 경우, 이 전자의 인력은 식 (41-2)의 내용처럼 함몰파의 파동에너지 Wb와 전자의 팽창에너지 Es가 비례되는 의 형태로 표현할 수 있다.

그러나 등가반경 rg의 내부에서는 함몰파의 파동에너지 Wb가 전자의 팽창에너지 Es보다 더욱 높은 작용압력(Wb>Es)을 갖는다. 이와 같이 함몰파의 파동에너지 Wb가 전자의 팽창에너지 Es보다 더욱 높은 작용압력을 가질 경우, 이 파동에너지 Wb의 초과적 여분은 전자의 운동효과로 전환되지 않는다. 즉 파동에너지 Wb의 초과적 여분은 전자의 운동효과에 대해 도움을 줄 수 없다. 왜냐하면 함몰파의 파동에너지 Wb에 대해 반응하기 위한 전자의 모든 팽창에너지 Es가 이미 상쇄적으로 소진되었고, 전자의 모든 팽창에너지 Es가 파동에너지 Wb의 영향을 받을 수 없기 때문이다.

등가반경 rg의 내부로 진입된 전자가 어느 지점의 위치에서 존재하더라도, 이 전자는 항상 일정한 규모의 운동력 Ge를 갖는다. 즉 등가반경 rg의 내부에서 발현된 전자의 운동력 Ge는 상호적 거리 r의 증감에 의해 변화의 영향을 받지 않고, 최대치의 일정한 규모를 불변적으로 유지한다. 이와 같이 등가반경 rg의 내부로 진입된 전자의 운동력 Ge가 일정한 규모를 유지하는 효과는, 다음의 논리를 통하여 편리하게 이해될 수 있다.

일반적으로 ‘전기력의 상호작용’에 의해 전자의 운동효과(인력)가 발현될 경우, 이 운동주체의 전자가 갖는 운동력(인력) Ge는 식 (41-2)의 내용처럼 Ge=Wb×Es의 형태로 표현할 수 있다. 또한 등가반경 rg의 내부에서는 전자의 운동력(인력) Ge가 항상 일정한 규모를 유지할 수 있도록 Q의 규모만큼 삭감된다. 그러므로 등가반경 rg의 내부에 진입한 전자의 운동력(인력) Ge는

Ge = (Wb × Es) - Q    ........................   (41-5)

의 구조로 표현되어야 한다.

식 (41-5)의 내용처럼 등가반경 rg의 내부로 진입한 전자의 운동력(인력) Ge가 Q의 규모만큼 삭감되는 과정에서, 이 삭감규모의 Q는

Q = Es × Wb

   

Q = Es ×     ........................   (41-6)

의 구조를 갖는다. 이러한 식 (41-6)의 구조에서 삭감규모 Q를 구성한 파동에너지 Wb가 의 형태로 대체된다. 또한 식 (41-5)의 구조에 대해 식 (41-6)의 삭감규모 Q를 대입할 경우, 식 (41-5)의 구조는

Ge = (Wb × Es) - Es ×   ..................  (41-7)

의 새로운 형태로 표현된다.

식 (41-7)의 Ge는 등가반경 rg의 내부로 진입한 전자의 운동력(인력)을 의미하고, 식 (41-7)의 Ge와 식 (41-5)의 Ge는 동일한 대상이다. 또한 식 (41-6)의 구조로 표현한 삭감규모의 Q는, 원칙적으로 식 (41-2)의 내용처럼 Q=Wb×Es의 형태로 구성되어야 한다. 그러나 식 (41-6)의 구조로 표현한 삭감규모 Q의 형태를 직접 적용할 경우, 삭감규모 Q의 형태를 구성한 함몰파의 파동에너지 Wb가 의 구조로 대체되어야 한다.

식 (41-6)의 내용처럼 삭감규모 Q를 구성한 함몰파의 파동에너지 Wb가 의 형태로 대체된 이유는, 다음의 논리로 이해할 수 있다. 즉 등가반경 rg의 내부로 진입한 전자의 팽창에너지 Es는 함몰파의 파동에너지 Wb보다 더욱 낮은 작용압력(Wb>Es)을 갖는다. 여기에서 파동에너지의 절대치 |Wb|와 팽창에너지의 절대치 |Es||Wb|-|Es|의 차이로 비교된다.

파동에너지의 절대치 |Wb|와 팽창에너지의 절대치 |Es||Wb|-|Es|의 차이를 가질 경우, 이 |Wb| -|Es|의 차이에 대한 팽창에너지 Es의 반응효과가 삭감규모의 운동력 Q를 결정한다. 여기에서 등가반경 rg의 내부로 진입된 전자의 운동력(인력) Ge는 식 (41-5)의 내용처럼 Ge=Wb×Es-Q의 규모를 갖고, 이 전자의 운동력(인력) Ge는 양성자와의 거리 r이 증감되더라도 항상 일정한 본래의 가치를 불변적으로 유지한다.

식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 괄호의 (Wb-Es)가 루트()와 제곱근(x2)을 동시적으로 갖는 것은, (Wb-Es)의 구조적 기능을 인위적으로 조절하기 위한 것이다. 즉 식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 Wb가 Es보다 작을 경우, 삭감규모 Q의 가치가 0을 가질 수 있도록, 괄호의 (Wb-Es)에 대해 루트()와 제곱근(x2)을 동시적으로 사용하였다. 하나의 예로 식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 Wb가 Es보다 작으면, 의 단위가 항상 허수를 갖고, 삭감규모 Q의 가치가 0으로 표현된다. 그러나 식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 Wb가 Es보다 더욱 클 경우, 의 단위는 항상 실수를 갖고, 이 실수의 가치가 원형적으로 적용된다. 

식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 전자의 위치가 등가반경 rg를 벗어날 경우, 의 단위는 항상 허수로 적용된다. 즉 전자가 등가반경 rg의 외부에서 존재하면, 의 단위가 허수를 갖고, 삭감규모 Q의 가치가 0의 규모로 표현된다. 그러므로 삭감규모 Q의 가치가 0의 규모를 갖는 등가반경 rg의 외부에서는, 이 삭감규모 Q의 적용이 생략될 수 있다.

식 (41-6)의 삭감규모 Q에서 의 단위가 실수를 갖는 것은, 전자의 위치가 등가반경 rg의 내부로 진입된 것을 의미한다. 즉 전자가 등가반경 rg의 내부로 진입되면, 의 단위가 실수를 갖고, 삭감규모 Q의 실수를 유효적으로 활용할 수 있다. 그러므로 등가반경 rg의 내부로 진입한 전자의 실제적 운동력(인력) Ge는 삭감규모의 Q만큼 감소되어야 한다.

전자와 양성자의 상호적 거리 r이 증감될 경우, 양성자에 대한 전자의 운동력(인력) Ge가 함수적으로 변화되는 효과는 식 (41-7)의 구조로 표현할 수 있다. 또한 식 (41-7)의 구조로 표현된 운동력(인력) Ge의 변화과정은 그림 41-1의 상황도를 갖는다.

그림 41-1. 양성자와 전자의 상호작용으로 발현된 인력(Ge)의 분포 상황도

그림 41-1의 상황도에서 +는 전자의 인력이나 진동에너지의 압축력, -는 파동에너지의 진공력, 0은 양성자의 중심적 위치, r은 양성자와 전자의 거리, rg는 등가반경의 거리, Es는 일정한 가치로 유지되는 전자의 팽창에너지, Wb는 양성자의 양전기장이 갖는 함몰파의 파동에너지, Ge는 운동주체의 전자가 갖는 인력(운동력)의 분포선을 나타낸다.

그림 41-1의 상황도와 같이 운동주체의 전자가 등가반경 rg의 외부에서 존재할 경우, 이 전자의 인력선 Ge는 식 (41-3)의 내용처럼 전자의 자체적 팽창에너지 Es와 함몰파의 파동에너지 Wb에 비례되고, 거리 r의 제곱에 반비례()하는 의 규모를 갖는다.

그러나 운동주체의 전자가 등가반경 rg의 내부에서 존재할 경우, 이 전자의 인력(운동력)선 Ge는 무조건적적으로 증가되지 않고, 항상 일정한 한계로 통제되는 규모를 갖는다. 즉 등가반경 rg의 내부에서 존재하는 전자의 인력(운동력)선 Ge는, 식 (41-7)의 내용처럼 Ge = (Wb × Es) - Es × 의 형태로 표현된다. 그러므로 등가반경 rg의 내부에서는 함몰파의 파동에너지 Wb가 매우 높은 작용압력(Wb-Es)을 갖더라도, 이 높은 작용압력의 파동에너지 Wb는 전자의 인력 Ge로 전환되지 않는 무용지물이다.

 2014. 3. 9     

 

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