악동의 물리로그

** 전자기학 처음이라 좀 길다. 이제 전기와 자기에 대한 이야기를 시작해보자. 전기와 자기는 역학에 비하면 육안으로 확인 할 수 있는게 전혀 없다고 해도 과언이 아니기 때문에, 좀 더 많은 상상력을 발휘 할 필요가 있다. 축구공을 발로 차면 당연히 공이 날아갈텐데, 이건 공을 찼으니까 날아가는 그 과정을 눈으로 볼 수 있지만, 스위치를 누르면 형광등이 켜지고, 서로 다른 극의 자석을 서서히 가까이 하면 어느 순간 철썩 붙어버리는 것 등은 그 과정을 눈으로 확인 할 수 없다는 얘기다. 사실 N,S 가 표시되어 있지 않으면, 둘이 붙었으니 반대 극성이긴 하겠지만 어떤게 N극인지 조차도 알 수 없다. 전기와 자기의 역사를 잠시 보면, 중국 문헌에 따르면 자기 현상의 첫번째 관측은 기원전 2000년으로 되어있..

[025] 일반물리에서 다루는 양자역학의 마지막 이야기로 단순 조화 진동자의 양자역학적 해석을 알아보자. 단순조화진동은 Hooke's law (훅의 법칙) 으로 기술되는, 복원력이 작용하는 계를 의미하는데, 일정한 주기를 갖고 움직이는 물체, 복원력에 감쇠력이나 구동력이 함께 작용하는 경우를 다룰때도 유용하다. 실제로 진동을 제외한 가장 기본적인 주기 운동을 기술하는 내용이라, 스프링에 매달린 물체의 운동부터 이웃 원자와 결합되어 있는 원자의 운동을 기술하는데까지 또 전자기학의 회로이론에까지 정말 폭넓게 이용되는 기술 방법이다. [025-01] 고전적 해석 아래와 같이 스프링에 매달린 물체를 생각해보자. 평형위치 (x=0) 에서 오른쪽이든 왼쪽이든 한쪽 방향으로의 변위가 발생하면 스프링의 복원력에 의해 ..

[021] 공간의 어딘가에 존재하는 입자의 파동함수와 입자를 발견 할 가능성이 높은 평균 위치인 기댓값을 알아봤다. 이제 입자가 특정 구간에 존재하는 경우에 대해 알아볼텐데, 일반적으로 경계조건 아래의 입자 (Quantum Particle Under Boundary Conditions) 또는 상자 속 입자 (Particle in a box) 라 부르는 상황이다. 상자라는 단어를 사용하지만, 입자의 운동은 1차원으로 제한하여 문제를 단순화해서 접근할거고, 양자역학이 조건이나 상황을 분석하고 문제를 해결하는 과정이 고전역학의 방식과 어떻게 다른지 비교적 쉽게 알 수 있는 문제이다. [021-01] 고전적 입장 우리가 알아보고자 하는 상황을 고전적 입자 개념으로 그려본 그림이다. 하나의 입자가 투과가 불가능한..

[010] 이제 현대물리의 근간을 이루는 두 이론 - 상대성 이론, 양자물리학 - 중 양자물리학에 대한 이야기를 해보자. 빛의 속도에 견줄 수 있을만큼 아주 빠른 속도로 움직이는 입자를 다루려면, 갈릴레이의 상대론이 아인슈타인의 특수상대론적 관점으로 바뀌어야 했고, 새로운 이론은 물리적 현상을 기술하는데 이전 이론과의 모순이 없어야 했던 것 처럼, 양자물리학이 시작된 배경과 초기의 발전 역사를 아래 내용들을 다루면서 알아보자. 주 교재의 40장 - Introduction to Quantum Physics - 에 해당하는 내용이다. - 흑체복사 와 플랑크 가설 - 광전효과 - 콤프턴 효과 - 전자기 파동의 본질 - 입자의 파동적 특성 - 새로운 모델 : 양자 입자 - 이중슬릿 실험 다시보기 - 불확정성 원..