2010-04-12
org.kosen.entty.User@b4fd710
박희우(phw10111)
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네이버 보니까 양자라는 것은
"어떤 물리량이 연속값을 취하지 않고 어떤 단위량의 정수배로 나타나는 비연속값을 취할 경우, 그 단위량을 가리키는 용어이다"
이고 양자수라는 것은
"양자역학계의 정상상태를 정의하는 정수 또는 반정수이다."
그리고 스핀양자수는
"전자의 스핀각운동량의 크기를 지배하는 양자수로 항상 1/2이므로 각운동량도 0.913×10-27erg·s이다."
물리량이 연속값을 취한다, 비연속값을 취한다?
정상상태를 정의하는 정수?
회전 운동량을 지배하는 양자수가 항상 1/2 ?
말이 잘 이해가 가지 않습니다. 좀 더 쉽게 풀어서 설명해주시면 감사하겠습니다.
- 양자
- 양자수
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 1
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답변
이응신님의 답변
2010-04-13- 0
물리학계의 천재라고 하는 파인만이 말하기를... 양자역학을 정확히 이해하는 사람은 아무도 없다고 단정해도 된다고 했습니다. 예전에 일반상대성이론이 나왔을 때 이 이론을 이해하는 사람은 전세계에서 3명이 있다는 소문이 있지만 양자역학은 진짜로 아무도 모른다고 주해까지를 붙이고 있습니다. 파인만이 QED 강연에서 말하기를... 물리학 현상을 주위의 구체적인 사물이나 사건에 비유해서 설명할 수 있으나 진짜로 남들에게 이해가 되도록 비유할 수 없는 현상이 물리학에서 몇가지 있는데 양자역학의 몇 몇 예가 여기에 해당한다고 하고 있습니다. 따라서 양자역학책에 나와있는 설명에서 답을 찾는다면 다음과 같습니다. 네이버에 나와있는 설명대로 어떤 물리현상의 물리량이 불연속을 취할 때 최소단위라고 하는데 조금 불명확한 설명이고, 양자란 주로 에너지를 일컫는 말입니다. 영문으로 quantum이라고 하는데 일본인들이 100 여 년전에 '양자'라고 번역을 했고 최초로 사용한 사람은 아인슈타인이라고 합니다. 그러나 아인슈타인이 말했던 양자는 오늘날 빛(photon)을 말합니다. 양자역학에서 말하는 양자는 원자에 구속되어 있는 전자가 가지는 에너지의 단위를 말합니다. 즉, 전자가 가질 수 있는 에너지가 어떤 값의 정수배를 가질 때 최소단위의 에너지를 양자라고 합니다. 구속이 되어 (더 정확하게는 퍼텐셜에너지가 있는 곳에 있는 전자) 경계조건에 의해 전자가 가질 수 있는 에너지가 연속값이 아니라 불연속값이 되며 이 값은 어떤 최소값의 정수배로 나올 때 '양자수(quantum number)'라고 합니다. 원자에 구속되어 있는 전자가 가질 수 있는 에너지는 전자의 상태(state)에 따라 다르므로 여러 가지 양자수가 존재합니다. 그 중에서 스핀양자수는 전자의 스핀 때문에 나타나는 자기장으로 인해 궤도운동에서 오는 자기장과 구분이 되나 스펙트럼에서 외부에서 자기장을 걸거나 다른 조건을 주었을 때 미세하게 나오는 에너지 차이를 설명하기 위해 도입된 개념입니다. 스핀이 1/2이란 한 바퀴 돌때 자기자리로 돌아오는 것이 아니라 2바퀴를 돌아야 자기자리로 돌아오는 경우를 말하는데 상식으로 이해가 가지 않는 물리현상입니다. 스핀 1/2에 대한 자세한 내용은 호킹의 "시간의 역사"에 자세히 설명되어 있습니다. 각운동량에 따른 양자수도 존재하는데.... 이것은 원자에 속해있는 전자가 궤도운동을 하면서 가지는 각운동량이 연속적으로 아무 값이나 가지지 않고 특별한 궤도를 따라서 움직일 때만 어떤 에너지를 가지므로 불연속이라고 하고 있습니다. 원자의 궤도운동을 이해하려면 구면조화함수를 이해해야 하고 정수값에 의해 궤도방정식이 달라지는 것을 이해해야 합니다. 다만... 이런 가정은 수소원자의 스펙트럼을 설명하기 위해 도입되었고 그 결과 고전적인 방법으로 편미분방정식을 풀어(슈뢰딩거 방정식으로) 나온 결과로 잘 설명을 할 수 있으므로 지금까지 그럴 것이라고 하지 진실은 모릅니다. 슈뢰딩거 방정식을 인정하지 않는 물리학자들도 여전히 있습니다. 요즈음은 확률에 따른 양자진폭에 의해 설명하는 방향으로 넘어갔기 때문에 그나마 고전적인 방식으로 설명하는 슈뢰딩거가 고맙다고나 할까요? 더 자세히 알고 싶으면 양자역학 교재를 열심히 공부하면 답이 있겠군요. >네이버 보니까 양자라는 것은 > >"어떤 물리량이 연속값을 취하지 않고 어떤 단위량의 정수배로 나타나는 비연속값을 취할 경우, 그 단위량을 가리키는 용어이다" > >이고 양자수라는 것은 > >"양자역학계의 정상상태를 정의하는 정수 또는 반정수이다." > >그리고 스핀양자수는 > >"전자의 스핀각운동량의 크기를 지배하는 양자수로 항상 1/2이므로 각운동량도 0.913×10-27erg·s이다." > > >물리량이 연속값을 취한다, 비연속값을 취한다? >정상상태를 정의하는 정수? >회전 운동량을 지배하는 양자수가 항상 1/2 ? > >말이 잘 이해가 가지 않습니다. 좀 더 쉽게 풀어서 설명해주시면 감사하겠습니다. > > > >