생각하는 공대생

안녕하세요 생각하는 공대생입니다. 이번 포스팅에서는 양자역학의 핵심인 수학 방정식 슈뢰딩거 방정식(Schrödinger equation)에 대하여 알아보도록 하겠습니다! 하이젠베르크가 불확정성 원리를 한창 연구하던 무렵! 양자세계를 다른 방식으로 기술하는 연구를 진행중인 인물이 있었으니 바로 에르빈 슈뢰딩거 (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger) 고전역학에서는 뉴턴 운동방정식이 전자기학에서는 맥스웰 방정식이 그리고 양자역학에서는 슈뢰딩거 방정식이 있다고 해도 과언이 아닙니다 물리학 4대장 ㄷㄷ 슈뢰딩거는 전자를 파동으로 다루어 전자의 상태를 나타내는 파동함수를 구할 수 있는 방정식을 찾아내기로 했습니다. 그는 첫 번째 논문을 통해 슈뢰딩거 방정식을 풀어 얻어낸 파동함..

안녕하세요! 생각하는 공대생입니다 오늘은 ~~ 그 유명한 불확정성 원리(Uncertainty Principle)에 대해서 알아보도록 하겠습니다!! 불확정성 원리는 일단 말 그대로 "확실하지 않다"라는 원리입니다. 그럼 뭐가 확실하지 않느냐?? 대표적으로는 입자의 위치와 운동량을 둘 다 동시에 확실하게 알기 어렵다는 원리입니다. 이 말은, 입자의 '위치'를 정확히 알려고 하면 '운동량'을 정확히 알 수 없고 그 반대 역시 마찬가지라는 소리입니다. 이걸 식으로 표현하면! 또는 (플랑크 상수를 2π로 나눈값) 즉, 한 값의 불확실성을 0에 가까이 줄이려면, 또는 정확히 알려면 다른 불확실성이 무한대로 커질수 밖에 없다는 거죠! (곱한 값이 일정 상수 이상이어야 하므로) 역시 우리가 사는 세상인 거시세계에서는 ..

안녕하세요! 생각하는 공대생입니다! 이번에느은 ~~ 드 브로이의 물질파 (Matter Wave) 대하여 알아보도록 하겠습니다!! LIGHT IS A WAVE / particle ! 빛은 파동 / 입자 이다! 라고 동시에 읽힙니다. 느낌표도 파동이랑 입자가 같이 있네요 ㅎㅎ 물질파(Matter Wave)란 모든 물질은 파동의 성질을 갖는다는 이론입니다. 응? 모든 물질? 나도 말이냥!? (응) 입자가 파동의 성질까지 갖는다는 생각은 양자역학이 적용되는전자나 원자 크기에서의 얘기아니었나? 이 글을 읽고있는 여러분도 파동의 성질을 갖고 있다는 사실!! 다만 여러분은 원자나 전자에 비해 질량이 너무커 파동의 성질이 거의 나타나지 않는 것이죠. 제정신이 아닌것 같지만 이에 한 과학자는 "우주에는 문제가 없다. 그..

안녕하세요 생각하는 공대생입니다! 오늘은 ~ 양자역학과 관련된 원자 스펙트럼에 대해서 알아보겠습니다!! 스펙트럼Spectrum이란 빛을 프리즘과 같은 분광기로 분해했을 때의 성분을 뜻합니다. 파장에 따라 굴절률이 다르므로 분산을 일으키게 되어 파장의 길이 순서대로 배열된 것을 스펙트럼이라고 하죠 스펙트럼에는 세가지 종류가 있는데요~ (가) 백생광을 프리즘 같은 분광기에 통과시킬 때 나타나는 연속 스펙트럼(Continuous spectrum) (나) 원자 증기 또는 분자에 빛을 쬘 때 흡수되는 빛을 흡수 스펙트럼(Absorption spectrum) (다) 원자 증기 또는 분자를 가열했을 때 방출되는 빛을 방출 스펙트럼(Emission spectrum) (나)와 (다)는 통틀어서 선스펙트럼(Line spe..

안녕하세요!! 생각하는 공대생입니다. 이번엔 양자역학를 뒷받침하는 증거 두 번째! 열용량(Heat Capacity)에 대하여 알아보겠습니다. (정확하고 자세한 증명과정은 진지한 양자역학을 이용해주세요) 가즈으아아아ㅏㅏㅏ!!!! 열용량이란? 열용량은 어떤 물질의 온도를 1도 높이는데 드는 열의 양입니다. 즉 같은 물질이라도 얼마나 많이 있느냐에 따라 값이 달라집니다. 똑같은 물이라도 욕조의 물을 뜨겁게 하는것과 컵의 물을 뜨겁게하는데 드는 열의 양이 다르겠죠?? 열용량의 수학적인 정의는 물체에 온도(dT)를 올리기 위해 더해진 열량(dQ)의 비율입니다. 여기서 조그맣게 써있는V, P는 각각 부피와 압력이 일정할때의 열용량이라는 뜻입니다. 문제는 고체의 열용량을 계산하게 되면서 발생하죠!! 물리학적으로 운동..

안녕하세요! 생각하는 공대생입니다. 오늘은 고전역학에서 발생한 설명 불가능한 상황들과 과학자들은 이것을 어떻게 해결했는지 알아보겠습니다~! 이 세상의 절대법칙으로 군림할 것 같았던 고전역학! 그러나 역시 이 우주는 그렇게 만만하지 않았습니다. 강한 우주... 고전역학은 과학과 인류의 지식이 발전하면서 크게 두가지 상황에서 한계에 직면합니다. 1. 물질이 광속 (빛의 속도)에 가깝게 움직일때 2. 엄청나게 작은 물질들의 운동 (원자, 전자 등) 1의 상황은 위-대하신 아인슈타인(Albert Einstein)의 상대성이론에 의해 설명되고 (나중에 자세하게 포스팅할 예정입니다 >-

안녕하세요!! 생각하는 공대생입니다. 양자역학이란 무엇이고 왜 생겨났는지 저와 함께 알아보시죠~~ 우선 양자역학의 시작을 알기 위해서는 고전역학에 대한 이해가 필요합니다. 역사적으로, 학자들은 물체의 운동을 규명하는데 많은 관심이 있었습니다. 고대 그리스의 수학자이자 철학자인 아리스토텔레스부터 교회에 맞서 지동설과 운동 법칙을 정립한 갈릴레오 갈릴레이까지 물질의 본성을 탐구하기 위한 노력은 계속되어 왔죠. 갈릴레오 갈릴레이가 제안한 실험 ! 마찰이 없는 세상에서 구슬을 굴리면 항상 처음과 같은 높이까지 올라가게 되죠 (가), (나) 무한한 수평면에서는 영원히 ~ 굴러가게 됩니다 (다) 이 실험은 관성이라는 개념을 잘 담고 있습니다. (에너지보존법칙이기도 함) 그.러.던. 어.느.날. 머리에 사과를 맞고 ..