양자론의 탄생과 이해

소개글

양자론의 탄생과 이해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

- 양자론의 탄생과 이해 -
서장

제1장 양자론의 탄생
1. 이해의 열쇠(1) ‘파와 입자의 양면성’
2. 빛의 파동설
3. 양자론에서 생각하는 빛
4. 원자의 모형
5. 양자론에서 생각하는 전자와 원자
6. 요약

제2장 양자론의 핵심에 다가간다.
1. 이해의 열쇠(2) ‘상태의 공존’
2. 전자의 간섭 ※이것을 이해할 수 있으면 양자론의 핵심을 이해할 수있다.
3. 해석을 둘러싼 논쟁
4. 불확정성 관계
5. 요약

제3장 발전하는 양자론
1. 새로운 진공의 모습
2. 터널 효과
3. 화학과 고체물리학으로의 발전
4. 자연계의 4가지 힘
5. 무로부터의 우주 탄생
6. 요약

Ⅱ. 양자론의 탄생

본문내용

파 등 이들도 모두 빛의 무리이다. 이들 모두를 통틀어 ‘전자기파’라 한다. 전자기파(빛)란 ‘전기를 띤 입자를 진동시키는 작용이 공간에 전해져 오는 것’이라 할 수 있을 것이다. 그런데 전자기파는 진공(물질이 없는 공간)에서도 전해지므로, ‘뭔가 물질이 진동함으로써 생긴 파는 아니다’라는 것이다. 전자기파는 진행 방향과 진동 방향이 직각으로 엇갈리는 ‘횡파’이다. 여러 가지 빛의 무리는 파장이 각기 다르다. 가시광의 색깔도 파장의 차이로부터 생긴다.
3. 양자론에서 생각하는 빛 : ① 아인슈타인은 ‘빛에는 입자의 성질도 있다’고 생각했다.
19세기 말, 빛을 단순한 파라고 생각하면 설명할 수 없는 ‘광전효과’라는 현상이 발견되었다. 파장이 짧은 빛을 쬐면 전자가 튀어나오나 파장이 긴 빛을 쬐어도 전자는 튀어나오지 않는다. 양자론 탄생 전, 광전 효과는 수수께끼였다. 아인슈타인은 ‘빛은 파이지만 그 에너지에는 더 이상 나누어지지 않는 최소의 덩어리가 있다’고 생각했고 이 덩어리를 ‘광자(또는 광양자)’라고 한다. 빛에도 입자 같은 성질이 있었던 것이다. 빛의 파장이 짧을수록 광자는 에너지가 높고 충격이 강해진다. 빛의 밝음과 어두움은 광자의 수에 대응한다.
② 눈을 뜨면 바로 별이 보이는 것, 햇볕에 그을리는 것 모두 광자가 아니면 설명할 수 없다.
광자란 ‘파의 성질을 지니면서도 최소의 덩어리로 이루어져 하나 둘 헤아릴 수 있는 물질’이다. 양면성을 가진 것이다. 아주 약한 빛만 눈에 닿는 밤 하늘의 먼 별 등이 바로 보이는 것도 광자가 아니면 설명되지 않는다. 빛이 단순한 파라면 밤 하늘을 올려다보며 오랜 시간 기다리지 않으면 별을 볼 수 없는 셈이다. 한편 빛이 덩어리(광자)가 되어 나아가고 있다면 눈 안에는 수많은 분자가 있기 때문에 그 중의 몇몇은 광자와 부딪치고 광자 1개의 에너지가 분자에 변화를 일으키기에 충분하다면(가시광이라면) 우리들은 별의 빛을 순식간에 볼 수 있다. 전기 난로를 장시간 쬐고 있어도 그을리지 않는 것도 광자가 아니면 설명이 불가능하다.
4. 원자의 모형 : ① 초기의 원자모형-건포도빵 모양과 토성 모양
전자가 어떤 상태ㆍ배치로 원자 안에 존재하고 있는지 알 수 없었다.
② 양전기는 원자의 중심에 작게 집중해 있었다. 원자핵 발견!
원자의 중심에 아주 작은 양전기를 지닌 덩어리가 존재하는 것이 실험에 의해 알려졌다. 양전기를 지닌 이 덩어리를 지금은 ‘원자핵’이라 한다. 러더퍼드의 원자 모형도 토성 모양과 같은 문제를 안고 있어서 부정되었다.
5. 양자론에서 생각하는 전자와 원자 : ① 전자는 파의 성질도 지닌다!
드 브로이는 ‘전자 등의 물질 입자에는 파의 성질이 있다’고 주장했다. 전자가 다수 모여 파가되는 의미도 아니고 전자가 물결치면서 나아간다는 의미도 아니다. 하나의 전자가 파의 성질을 지닌다는 것이다.
② 양자론적인 원자모형-바이올린과의 불가사의한 관계
현을 켜서 파를 만들면 마디가 정수 개인 파는 생각할 수 있으나 마디수가 2.5개라는 어중간한 파는 만들어지지 않는다. ‘양자론적인 수소 원자 모형’에서도 전자를 원을 그리며 회전하는 입자가 아니라, 원형의 현에 전해지는 파로서 생각한다. 이 경우 파장의 정수 배가 원둘레와 정확히 일치하지 않으면 파로서 존재할 수가 없다. ‘파장의 정수 배가 원둘레와 일치하는 궤도’에서만 전자의 파는 존재 가능하다. 전자가 존재할 수 있는 것은 특정 궤도 뿐이다. 이 존재할 수 있는 궤도는 드문드문(불연속)해지는 것이다. 따라서 전자가 궤도를 따라 이동하려면 궤도 사이를 도약하지 않으면 안 되는 것을 알 수 있다.
③ 전자는 광자를 방출ㆍ흡수하여 궤도 사이를 도약한다.

키워드

양자론의 탄생과 이해,   양자론의 탄생,   양자론,   양자론 이해,   세계관,   현대 과학 기술,   상대성 이론,   뉴턴 역학