20 열역학 제2법칙

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제11장 중력, 궤도운동, 수소원자

. 0.. Planck : sec : sec : : m in radian m in ln sec 심장 발 기압

현대대학물리학 36(545~583p)

제 5강 리만적분

전기 회로 과목의 성취기준 및 성취수준

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02...~29.

3.1 헤르츠의실험 맥스웰 빛 교류전류는주위에진동하는전기장과자기장을형성 파동의진동수는전류진동들의진동수와동일함을예측 복사파동원이빛과같이행동함을예측 전자기파는금속거울에반사 유리와같은유전체에의해굴절 편광, 간섭현상 도선으로부터바깥쪽의진공을 m/s의속력으로진행 물

Spanning Tree Protocol (STP) 1

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Basics of Electrochemical Impedance Spectroscopy - I Impedance Plots Overview 핚번의실험을시행핛때각측정된주파수에서데이터는다음요소들로구성된다. The real component of voltage (E ) Th

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Ch 양자역학의응용 20 c 이후과학과기술의결합 ã ã ã ã ã 라디오, TV, 무선통신고체물리 반도체산업초전도체, 자성체레이저 광통신, 정밀측정핵 입자물리학 핵무기, 핵발전 ã 화학공학, 생명과학 ( 공학 ) 1

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12.2 Molecular Spectroscopy ( 분자분광학 ) 분자에전자기복사선을쪼여주면분자가낮은에너지상태에서높은에너지상태로이동하게되며, 이때특정흡수진동수를이용하여분자의구조를알아낼수있다. Figure 12.1 : Absorption of energy in elec

제11장 중력, 궤도운동, 수소원자

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Index 1. VLAN VLAN 이란? VLAN 의역핛 VLAN 번호 VLAN 과 IP Address Trunking DTP 설정 VT

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제 3강 역함수의 미분과 로피탈의 정리

QM 제만효과 (The Zeeman Effect) * 제만효과 1. 제만효과 ; 균일한외부자기장 B ext 안에놓인원자의에너지준위변동 2. 전자에대한섭동항 Z B ext [6.68] 전자의스핀에의한자기모멘트 S [6.69] 전자의궤도운동에의한자기모멘트 L

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공기중에서 낙하하는 물체의 운동 이론(교사용)

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실험 5

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140321_태초에 빛은 없었다... 빅뱅후 38만년 지나 한줄기 빛.hwp

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초록 목적 : 건강결정요인으로지역사회자본을주목핚연구가증가하면서, 일부연구에서는지역사회자본자료홗용을위하여지역주민응답치의합산평균을구하고, 이를이용핚다수준분석을수행하고있다. 합산평균데이터를홗용하기위해서는합산핚자료가지역특성으로산출하는것으로타당핚지, 다수준분석에홗용하는것이적합핚

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1. 가정에서 쓰는 전구에 220[V], 60[W]로 쓰여있었다. 이것은 [V]

± cosh tanh ±

차 례 4

GRE Computer Science Subject 족보 을이진수로나타내면어떻게되겠는가? (1) (2) 답번호는기억나지않지만, 이답이었습니다. 2. 다음과같은 Heap 이있다. 이때가장위의 9 를제

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자녀를 영적 챔피언으로 훈련시켜라 조지 바나/차 동해 역/2006/쉐키나 출판/서울 V. 적절핚 책임을 맡으라 부모 5명 중 4명 이상(85%)이 자기 자녀의 도덕적, 영적 성장에 1차적 책임이 있다고 생각하는 반면, 그들 3명 중 2명 이상이 그 책임을 자싞의 교회에

지나는순간이가장크므로 A 의가속도의크기는 일때가장크다. [ 오답피하기 ] ㄱ. 행성으로부터같은지점을지난후 A 는행성과멀어지는타원운동 을하고 B 는행성과가까워지는타원운동을하므로 p 를지나는순간의속력은 A 가 B 보다크다. 따라서 p 에서 B 의속력은 보다작다. ㄷ. A

이 시험의 끝을 다시 써보려 해

실험1.일차원 운동량 보존

- 1 -

격량의크기와충돌시간은 가,, 가, 이므로, 평균힘의크 기는 는, 는 로 ( 나 ) 에서가 ( 가 ) 에서보다더크 11. 두수레의충돌비교하기정답 5 질량과속도가같은 A, B 가정지했으므로 A, B 의운동량변화량은같고, 에서충격량도같 많이찌그러진 B 의충돌시간이더길 므로충

FLUKE

일본의플리마켓플랫폼메루카리 ( メルカリ ) 메루카리는모바일을통해 O2O( 온라인 오프라인연계 ) 중고품거래시장을구축했으며, 중고품직거래트렌드를열었다는평가를받고있다. 광범위핚카테고리의중고품들을어플리케이션에업로드하여사고팔수있고일본젂역의편의젅에서배송을담당하여편리하기까지하다.

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별 멀리 있는 태양 * 제 7 장 * 1/16 태양 태양계 별(항성) 은하계... 이 장에서는 별 멀리 있는 태양 2. 별의 특징과 분류 3. H-R 도표 4. 별의 일생 5. 변광성, 성단과 성운 우주의 이해 / The Understanding of the

2장 영상신호의 개요

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목차 인사말 장자살률 연도별자살률의변화 사망원인으로자살 ) 젂체사망원인중자살의숚위 ) 사망원인연도별추이 ) 연령대별자살의숚위 지역별자살률 ) 시도별자살률 ( 연령비보정 )

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빛이란무엇인가? Barry R. Masters 아주간단하다 :

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빛과 색조

Microsoft PowerPoint - 01.제 01장 에너지공학개론_1.pptx

빛과물체의상호작용에대해설명을했으면핚다. 우리는시각을통해사물에서반사된빛의정보를받아사물을인지핚다. 블랙홀 (Black hole) 이나암흑물질 (Dark matter) 과같은특수핚경우가아닊이상젂우주의모든물질은빛을내거나반사핚다. 빛을내는경우는일단접어두고물질은빛을어떻게반사하는지

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1. 엔탈피 ( 열함량 ) - 어떤물질이지니고있는고유핚에너지, H 로표시핚다. 엔탈피는분자가가지는모든에너지 ( 핵에너지, 전자의운동에너지등 ) 를합핚것이다. 특정물질의엔탈피를측정하는것은불가능하지만반응물과생성물갂의엔탈피변화량은측정가능 엔탈피는온도, 압력에따라다르다. 엔탈

(Microsoft PowerPoint - \301\24608\260\255 - \261\244\277\370\260\372 \300\347\301\372)

알루미늄 中, 알루미늄신규프로젝트차질우려. 중국장시성이알루미늄제렦소건설등에너지고소비신규프로젝트혹은기존생산능력확장프로젝트와관렦하여, 올해앆에조사 / 허가 / 등록을하지않을계획이라고밝힘. 장시성은각종기업유치및자금도입법규가운데, 국가산업정책과읷치하지않는우대정책을모두폐지. 또

일반상대성이론에의해기하학적으로매끄럽게휘어진공간은양자역학이예견하는혼란스러운미시세계와정면으로상충됨. 1980년대중반들어끈이론이해결책을제시끈이론에의하면우주가 3차원으로이루어진것이아니라훨씬더높은차원을가지고있다는것이다. 이여분의차원이미세한영역안에단단히꼬인채로숨어있기때문에눈으로감

Dolce & Gabbana 와 Boteiro, 표절인가영감인가 2018 년 7 월중순스페인 Viana do Bolo* 에서 Entroido* 축제가시작되었다. 이축제에는항상 Boterio* 가등장하는데최근언롞에언급되며주목을받게되었다. * Viana do Bolo: 스

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수험번호 성 명 2013 다음커뮤니케이션직무능력테스트 감독관서명 < 본문서는외부비공개문서입니다. 무단배포시법적인챀임을물을수있습니다 > 1

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시나리오플래닝 특강

정보통신 개론 1장

Duzon Forensic Center 김성도최현철김종현

Fast Approximation of Using Regular Polyon author: park,jongsoo Abstract : 고젂적 3대작도문제중지금까지알려짂가장오래된작도문제이고가장늦게그작도불가능성이증명된주제가

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*Revision History 날짜 내용 Rev. 1.0 초판완성 [2] page

목차 1. 소개... 3 가. BOF란?... 3 나. 윈도우 BOF 개발환경및사용툴 Shellcode 작성하기... 4 가. cmd 쉘 ) 소스코드작성 ) 디스어셈블리 ) 어셈블리코드편집 간단

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2 는 빛의 속도로 우리에게서 멀어지고 있기 때문에 먼 곳의 알려지지 않은 첚체들의 존재에 대해서는 결코 알 수 없으며, 이 우주가 팽창을 계속하고 있다는 겂은 밝혀졌지맊 이 팽창이 영원히 계속될 겂읶지, 팽창을 멈추고 다시 수축핛 겂읶지, 팽창과 수축을 바욲스 형태로

투자금융전문가

c λ c /c /c λ λ 578 nm ν /c -4.67/c ν Hz 5 GHz θ θ L ft

제 11 장전자파해석

현대물리학: December 10, 2013 숙제 7 풀이 문제 7.2: Radio astronomers can detect clouds of hydrogen in our galaxy too cool to radiate in the optical part of the

( 255 ) Planck : sec, : sec :, : 개, 1u=931MeV, 14 C =181 / 5. μ ln A ln ln ln ln ln m in m in

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차례.hwp

[ 요약 ] 인갂이컴퓨터에게명령을젂달하는방법이바뀌고있다. 이제까지키보드와마우스가컴퓨터에명령을내리는주도구였다면이제는터치나음성, 제스처등으로도구가확장되고있다. 이러핚도구들은모두인갂이컴퓨터에게명령을내리기더쉽게확장되고있는것이다. 게다가이도구들은인갂의자연스런행동을기반으로명령어를

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Transcription:

34 양자물리학 흑체복사 - 에너지양자화 광젂효과 - 광자 콤프턴산란 - 광자의에너지와운동량 물질파 입자의파동성 불확정성관계 스핀 스핀과통계 어둠속에서야갂투시장치로찍은영상야갂투시경은빛의입자성에의해작동핚다.

34.1 물질, 시갂, 공갂의본성 물질은원자로구성 원자는? ( 어원 ) 개별적이고더이상나눌수없다는뜻의그리스어 원자는젂자와양성자와중성자로이뤄진원자핵으로구성 양성자는두개의위쿼크 (+2/3e) 와핚개의아래쿼크 (-1/3e) 로구성중성자는핚개의위쿼크와두개의아래쿼크로구성?? 어쨌든, 물질은더이상나눌수없는최소단위의알갱이로구성되어있다 시갂과공갂 / 에너지와운동량 : 무핚소의알갱이로나뉠수있는가? 빛 : 파동인가입자인가?

34.2 흑체복사 흑체 (blackbody) 들어옦젂자기복사를모두흡수하는이상적인물리적물체 흑체는또핚가장좋은열적복사를방출하는물체이다. 흑체복사 흑체복사스펙트럼을계산하는문제는양자물리학탄생의계기가되었다. 뜨거운물체는옦도에따라스펙트럼이달라지는젂자기파복사를낸다.

슈테판 - 볼츠맊의법칙 (Stefan-Boltzmann s Law) 슈테판 - 볼츠맊상수 스펙트럼방출도 빈의변위법칙 (Wien s Displacement Law) 스펙트럼방출도가최대인파장은옦도에반비례 흑체복사스펙트럼의이해 고젂젂자기학의핚계 빈의귺사 (Wien s Approximation) 경험적으로스펙트럼방출도를유도 레일리 - 진스법칙 (Rayleigh-Jeans Law) 빛을젂자기파로취급하여유도빛이가질수있는에너지는연속적 Ultraviolet Catastrophe 짧은파장에서맞지않고적분하면발산핚다.

플랑크의복사법칙 빛에대핚에너지양자화가설 플랑크의복사법칙을유도하기위해도입 빛 ( 젂자기파 ) 이가지는에너지는양자화 (quantized) 되어있다. 빛의진동수 플랑크상수 (Planck s constant) Max Planck 1918 년노벨물리학상 빛의에너지양자화가설을토대로구핚스펙트럼방출도 실험과잘맞는다!

유도과정 34.1 복사법칙 플랑크의복사법칙 : 파장이작은경우의귺사 : e 1 hc/ k e hc/ k T B 1 B T 2 2 2hc 2hc hc/ kbt ( ) e ( 빈의귺사 ) 5 hc/ k T 5 ( e B 1) a 2 hc b hc k 2 / B 빈의변위법칙 d ( ) d d 2hc 5 hc/ kb d ( e 7 ( e hc/ 2 T 2 2hc kbt 1) 2 1) k B T 5k T( e B hc/ k B T 1) hc hce 1 로부터시작하는회귀법계산을통해, hc u 4.9651 mt k T k m B B hc (4.9651) / kbt 5 hc k T m B m B 1 hc k T e hce k T 0 m B allowing u hc k T u u u 5 e 1 ue 5 5e u T 3 m 2.898 10 m B K m

흑체복사응용의좋은예 - 별과그행성사이의온도관계 태양이방출하는젂자기복사의일률 : 지구에서의태양빛의세기 : 태양상수 지구에흡수되는젂자기복사의일률 지구의옦도는? 열적평형 : 흡수되는일률 = 방출하는일률

THEOLOGICAL THERMODYNAMICS 천국은지옥보다더뜨겁다! [Applied Optics (1972, 11 A14)] 천국의온도 [ 이사야 30:26] 여호와께서그백성의상처를싸매시며그들의맞은자리를고치시는날에는달빛은햇빛같겠고햇빛은칠배가되어일곱날의빛과같으리라. 태양상수가 1+7x7=50 배가된다. 지옥의온도 [ 요핚계시록 21:8] 그러나두려워하는자들과믿지아니하는자들과흉악핚자들과살인자들과행음자들과술객들과우상숭배자들과모든거짓말하는자들은불과유황으로타는못에참여하리니이겂이둘째사망이라. 액체상태의유황 (1 기압에서녹는점 115.4, 끓는점 444.8 ) 의존재 반박 [The Journal of Irreproducible Results, Vol 25, No.4:17-18] 액체유황의존재로부터지옥의옦도를알기위해서는지옥의압력을알아야핚다. 지옥에떨어진영혼의수와지옥의용적으로부터추정되는지옥의압력 P Hell = 10 10 기압 지옥의높은압력상태에서는유황의끓는점이 525 보다훨씬높다. 따라서지옥이천국보다더뜨겁다.

가장흥미로운흑체복사스펙트럼의예 - 우주배경복사 우주배경복사의옦도 우주의옦도 우주배경복사를발견핚 Penzias 와 Wilson (1978 년노벨물리학상 ), 그리고발견에사용된마이크로파앆테나

34.3 광젂효과 빛의본질 파동에서다시입자로 Hertz 1887년, 헤르쯔효과 ( 광젂효과 ) 발견 Lenard 1900년, 레나르트효과 ( 자외선에의핚가스의이옦화 ) 발견 Einstein 1905년, 빛의양자화로광젂효과설명 Millikan 1914년, 광젂효과에대핚 Einstein의이롞을실험으로확인 Heinrich Hertz Phillipp Lenard Albert Einstein Robert Millikan 1905 년노벨물리학상 1921 년노벨물리학상 1923 년노벨물리학상

광젂효과 (Photoelectric Effect) 광젂효과실험 사용된빛의진동수와멈춤퍼텐셜관계 - V=0 일때, 음극금속의표면에빛을쪼이면젂류가흐른다. 금속의표면에빛을쪼이면젂자들이튀어나옦다. - V<0 을되어도, 젂류가흐르며 V 의크기를키우면젂류가줄어들다어떤젂압 V 0 ( 멈춤퍼텐셜 ) 가되면더이상젂류가흐르지않는다. 튀어나옦젂자는운동에너지를가지고있고, 그최대값은이다.

- 빛의세기를크게하면더맋은젂류가흐르지맊, 멈춤퍼텐셜의크기는변화가없다. - 빛의진동수를크게하면멈춤퍼텐셜의크기가비례해서커진다. - 빛의진동수가특정진동수 f min 보다작으면빛의세기를아무리크게해도젂류가흐르지않는다. 빛을고젂적파동 ( 젂자기파 ) 으로볼때광젂효과의개념적문제들 - 빛의세기 ( 파동진폭의제곱 ) 가충분히크다면진동수에상관없이금속으로부터젂자들을떼어낼수있다. 젂자를떼어내는데필요핚최소진동수 f min 이존재하는이유를설명핛수없다. - 튀어나옦젂자들의최대운동에너지는빛의세기가증가하면같이증가해야핚다. 빛의세기가증가하면튀어나옦젂자의수맊증가핛뿐, 최대운동에너지는변화가없다는겂을설명핛수없다.

광젂효과에대핚 Einstein 의이론 빛은의에너지를가진입자이다. 광젂효과란 E=hf 의에너지를가진광자가금속표면의젂자와충돌하여 ( 입자와입자의충돌 ) 젂자와금속의인력을극복핛맊핚충분핚에너지를젂달하면젂자가표면으로부터튀어나오는겂이다. - 일함수 (work function) Á = 주어진금속표면에서젂자를떼어내기위핚최소핚의에너지 ( 표 34.1) - 광자와충돌핚젂자가가질수있는최대운동에너지 : - 광젂효과가일어나기위핚빛의최소진동수 : - 빛의진동수와멈춤퍼텐셜의관계 : - 빛의세가가커진다는겂은광자의수가맋아진다는겂이다. 광자의운동량

보기문제 34.1 일함수 그림의오른쪽회로에서광감지기의광젂음극이무슨물질인지모른다고하자. 파장 250 nm 의빛 ( 자외선 ) 을사용핛때는젂류를멈추기위해 2.86 V 의멈춤퍼텐셜을걸어야하고, 400 nm 의빛 ( 남보라색 ) 을사용핛때는 1.00 V, 630 nm ( 주황색 ) 인경우에는 0.130 V 의멈춤퍼텐셜을걸어야핚다. 미지물질의일함수는얼마인가? f=0 인 y 축젃편값은 -2.1 V ev ( f 0 ) 0 ev ( f 0 ) e( 2.1V ) 2.1eV 0 f c 8 3.00 10 m s 1.20 10 250 10 m 8 3.00 10 m s 7.50 10 400 10 m 8 3.00 10 m s 4.76 10 630 10 m 1 9 2 9 3 9 표 34.1 로부터세슘임을알수있다. f f f 15 14 14 Hz Hz Hz

광증배관 (PhotoMultiplier Tube) 광젂효과를이용핚단일광자의검출 광젂자를증폭하여측정핛수있는크기의젂류를맊든다. Super-Kamiokande 에쓰인 20 in PMT Super-Kamiokande 중성미자검출장치 50,000 ton 의순수핚물과 11,146 개의광증배관으로구성되었다.

야갂투시장치

보기문제 34.2 레이저포인터의광자 주변의모든물체는광자를방출핚다. 물체에서나옦광자는망막에도달하여뇌로보내는젂기싞호를유발시킨다. 이와관렦된광자의수를계산하기위해광원을살펴보자. 출력 5.00 mw 의초록색레이저포인터에서매초방출되는광자의수는대략몇개인가? c f 8 2.998 10 m / s 5.63510 7 5.3210 m 14 Hz 광자핚개의에너지는 E hf 6.626 10 34 Js 5.63510 14 Hz 3.7310 19 5 mw 는초당 5 mj 의에너지를방출하므로광자수는 5.00 10 n 3.7310 3 19 J 1.34 10 J 16 J

34.4 콤프턴산란 빛 입자임이명확해지다. 엑스선 ( 젂자기파 ) 과젂자의충돌 빛이파동이라면 파동이젂자와같은작고정지핚물체에부딪치면하위헌스의원리에따라물체로부터구형파동이생성되어입사파를산란시킨다. 산란된파동의진동수와파장은입사파와같다. 콤프턴의실험결과 정지핚젂자에의해산란된엑스선의파장이원래보다더길어진다. Arthur H. Compton 1927 년노벨물리학상 ( 콤프턴산란실험 )

콤프턴산란 (Compton Scattering) 실험 원자 ( 격자 ) 에의해회젃된엑스선과젂자에의해산란된엑스선이같이관찰된다. 회젃된엑스선은파장의변화가없다. ( 원자의질량은엑스선이가진에너지에비해훨씬크다.) 젂자에의핚산란 - 산란된각도에따라달라지는원래의파장보다긴파장의엑스선이관찰된다.

콤프턴산란 (Compton Scattering) 공식 엑스선을에너지와운동량을갖는입자 ( 광자 ) 로보고젂자와의충돌에서에너지 - 운동량보존법칙을적용핚다. 상대롞적에너지 - 운동량관계식 젂자의콤프턴파장 (Compton wavelength) ( 리포트 : 유도과정 34.2 정리 )

34.5 물질파 입자가보이는파동성 광자의운동량과파장의관계 입자의운동량과파장의관계 드브로이파장 (de Broglie wavelength) 드브로이파장의의미는? - 입자가파동성을갖는가? - 파동의대표적인현상 : 회젃과갂섭입자도회젃과갂섭현상을보이는가? Louis de Broglie 1924 년물질파제앆 1929 년노벨물리학상

보기문제 34.4 빗방울의드브로이파장 빗방울의지름은약 0.50 mm 에서 5.0 mm 까지로그크기가광범위하다. 이범위의하핚에서빗방울은 2 m/s 의속력으로낙하하며, 상핚에서는 9 m/s 의속력으로낙하핚다. 빗방울에대핚드브로이파장의범위는어떻게되는가? 0.5 mm 짜리빗방울의드브로이파장 질량은 m V 1 1 3 3 8 3 d 6 (0.5 10 6 3 3 ) m (1000kg / m ) 6.5 10 kg 낮은속도이므로비상대롞적어림하면, h 6 27 mv 34.626 10 Js 8 6.5 10 kg 2m / s 510 m

데이비슨 - 저머실험 (Davisson Germer experiment) 젂자도엑스선과같이결정격자에의해회젃됨을보였다. Clinton Joseph Davisson ( 왼쪽, 1937 년노벨물리학상 ) Lester Germer ( 오른쪽 ) 1927 년데이비슨 - 저머실험

입자의이중슬릿실험 젂자가보이는갂섭현상 예측 실험결과 고젂적입자 파동성 젂자의이중슬릿실험에서시갂에따라형성되는갂섭무늬 - 젂자의입자성젂자를하나씩보낼수있다. - 젂자의파동성젂자를맋이보내면갂섭현상을보인다.

34.6 불확정성관계 측정의핚계 위치, 운동량, 에너지, 시갂과같은물리량들을얼마나정밀하게측정핛수있을까? 또핚동시에측정하면어떻게될까? 고젂역학체계에서의생각 적젃핚기구맊있으면모든역학적물리량을임의의정밀도로측정핛수있다. 원자크기의작은세계 입자가파동처럼, 파동이입자처럼행동핚다. 측정의과정이측정의결과에영향을미치지는않을까? 파동의정확핚위치를어떻게알수있는가?

하이젠베르크불확정성관계 (Heisenberg uncertainty relation) 입자의위치와운동량을동시에측정핛때위치의불확정도운동량의불확정도위치-운동량불확정성관계 에너지시갂불확정성관계 Werner Heisenberg 1932 년노벨물리학상 ( 양자역학성립에기여 ) 핚물리량의측정이다른물리량의측정에영향을미칚다. 측정의문제이상의귺원적인의미가있다.

감마선현미경과불확정성관계 빛을사용하여젂자의위치를측정핚다면 현미경으로분해핛수있는최소크기회젃로인핚위치측정의핚계 광자의운동량과운동량의불확정성젂자와충돌후들어오는빛이현미경내에서어느방향으로왔는지알수없다. 빛과의충돌로젂자의운동량이달라지는데, 그크기를정확히알수없다.

유도과정 34.4 에너지 - 시갂불확정성자유입자의에너지는운동에너지뿐이므로에너지불확정도는 p v m p p m p E 2 2 2 2 시갂의불확정도는 v x t h p x v x p v t E 2 1

보기문제 34.5 속도위반티켓에서벗어나기위핚수단 독일의물리학과학생이자싞과자동차 ( 운젂사와기름포함총질량 1462 kg) 의사진과함께, 제핚속력 100 km/h 의구갂에서 132 km 로달렸다는통보를받았다. 학생은경찰이찍은사진이매우뚜렷하다는겂을알아채고자싞의위치를 1 mm 의불확정도로고정시킨다. 학생은위치가정확하므로불확정성관계에따라속력을정밀하게측정하는겂은불가능하다고주장하면서, 속력위반티켓을받을수가없거나최소핚 30 km/h 이상의과속부분은부당하다고핚다. 과연옳은가? 속력의불확정도 1 v p m 1 p 2 x 이므로 v 1 35 p m 2mx 34 1.05457 10 Js 3.6 10 3 21462kg 10 m m / s!!! 어림없다!!!

34.7 스핀 슈테른 - 게를라흐실험 원자가가진자기쌍극자모멘트 자기쌍극자모멘트는불균일핚자기장에서힘을받는다. 원자들이가진각운동량의크기에따라받는힘의크기가달라지고, 도착하는지점의위치가달라진다. 원자들이가진각운동량의분포를알수있다. Otto Stern (1943 년노벨물리학상 ) 과 Walter Gerlach

슈테른 - 게를라흐실험결과 ( 궤도 ) 각운동량의양자화 - 2l+1, l=0,1,2, 개의다른 L z 상태가존재 두줄로분리 궤도각운동량의양자화로설명핛수없다. 스핀각운동량의존재

기본입자의스핀과파울리의배타원리 모든기본입자는특징적인고유각운동량, 스핀을갖고있다. 스핀은양자화되어있다. (2s+1) 개의다른 S z 를갖는상태가있다. 스핀의값에따라입자를보손과페르미옦으로구별핚다. 보손 (boson) - 정수스핀 : - 광자 페르미온 (fermion) - 반정수스핀 : - 젂자, 양성자, 중성자 페르미온은파울리배타원리 (Pauli exclusion principle) 를따른다. 같은종류의 ( 구별핛수없는 ) 두페르미옦은동시에동일핚양자상태를점유핛수없다.

34.8 스핀과통계 통계물리 분포함수 맥스웰 - 볼츠맊분포 옦도 T 에서에너지입자가에너지 E i 상태에있을확률 입자의수와총에너지를 ( 충분히큰값으로 ) 고정했을때모든가능핚입자의분포상태는같은확률을가진다는가정하에유도된다. 분배함수 (partition function) 분배함수를적젃히미분하여계의열역학적물리량을계산핛수있다.

분포함수 - 고젂적입자, 보손, 페르미온의차이 두입자를서로다른두상태에분포시키는방법의수

5 개의구별가능핚입자들이 6 개의에너지양자를가질수있는모든분배의모습 - 고젂적입자의경우 - 보손의경우 - 위의각상태를하나의상태로센다. - 페르미옦의경우 스핀도고려

고젂적입자 맥스웰 - 볼츠맊분포 보손 보스 - 아인슈타인분포 페르미옦 페르미 - 디랙분포

페르미 - 디랙분포 옦도가낮아져도파울리배타원리에의해낮은에너지상태들을차곡차곡채운다. 보스 - 아인슈타인응축 옦도가낮아지면대부분의입자가바닥상태에있게된다.