전자의 회절-가상실험 | 데이비슨·저머와 톰슨의 전자 회절 실험 | 전자가 파동의 성질을 가진다는 것은 실험적으로 어떻게 알 수 있을까? 영의 실험에서는 이중 슬릿을 통과한 빛의 회절과 간섭 현상에 의해 밝고 어두운 무늬가 나타난다는 것으로부터 빛이 파동이라는 것을 증명하였고, 이를 이용하여 빛의 파장을 잴수도 있었다. 그림 Ⅳ-`19와 같은 가상적인 이중 슬릿 실험을 생각해 보자. 영의 실험에서 빛이 이중 슬릿을 지난 후 스크린을 비추도록 하는 것처럼 이 실험에서는 전자총에서 튀어 나온 전자가 이중 슬릿을 지난 후 형광 물질이 발라진 스크린에 부딪혀 빛을 내도록 하여 전자가 도달한 것을 알게 된다. 만일 전자가 입자성만을 가진다면 스크린에 도달한 전자는 그림 (가)와 같이 각각의 슬릿을 통과한 전자가 직진하여 도달할 수 있.. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2015. 7. 7. 16:22
흑체복사-가상실험 |흑체|일정한 온도를 유지하는 물체가 전자기파를 방출하는 능력은 전자기파를 흡수할 수 있는 능력과 관련이 있다. 온도가 일정한 물체는 주위와 열평형 상태에 있어야 하고 물체는 흡수한 에너지를 흡수할 때와 같은 비율로 모두 다시 방출하여야 한다. 입사하여 들어오는 모든 전자기파를 파장에 상관없이 모두 흡수하는 이상적인 물체를 흑체라고 한다. 모든 전자기파를 흡수하여 반사되는 빛이 없어지므로 검게 보인다고 해서 검은 물체라는 뜻의 이름이 붙었다. 그러나 이상적인 흑체도 흡수한 양과 같은 양의 전자기파를 방출하므로 이름처럼 검지는 않다. 흑체가 전자기파를 방출하는 것을 흑체복사라고 한다. 가속 운동하는 전하는 전자기파를 방출한다. 이상적인 흑체는 진동 또는 가속 운동하는 전하에 의하여 모두 똑같은 방식으로 전.. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2015. 7. 7. 09:49
레이저의 원리-가상실험 1. 에너지의 양자화 수소 원자의 경우 전자는 n=1인 에너지 준위에 있을 때 에너지가 가장 낮은 상태로 가장 안정하므로, 이 상태를 바닥상태라고 한다. 바닥상태에 있던 전자가 에너지를 흡수하면 에너지 준위가 높은 궤도로 이동한다. 이 상태를 들뜬상태라고 한다. 이와 같이 에너지 준위가 다른 궤도로 이동하는 것을 전이된다고 한다. 들뜬상태에 있는 전자는 불안정하므로 다시 에너지가 낮은 상태의 궤도로 전이되며, 이때 에너지가 빛의 형태로 방출된다. 전자가 전이될 때 흡수되거나 방출되는 광자 한 개의 에너지 E광자는 두 에너지 준위의 차이와 같으며, 진동수 f에 비례한다. 2. 레이저의 원리와 구조레이저(LASER)는‘유도 방출에 의한 빛의 증폭’이라는 말의 약자이다. 높은 에너지 준위에 있는 전자는 낮은 .. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2015. 7. 3. 15:53
1차원 상자속의 입자-발견확률 상자속의 입자에 관한 규격화된 정상 상태의 파동함수는 가 된다. 따라서 확률밀도는 다음과 같다. 이 상자의 중심 x=L/2에서 확률밀도를 살펴보자. n=1일 때는 이곳에서 가장 발견될 확률이 높지만, n=2일 때는 0이 된다. 고전역학적으로는 에너지와 상관 없이 항상 상자 안의 모든 곳에서 발견될 확률이 똑같지만 양자역학적으로 보면 같은 지점이라도 에너지 준위에 따라 발견될 확률이 달라지게 된다. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2013. 10. 6. 12:39
1차원 상자속의 입자-파동함수와 에너지 준위 상자 속의 입자 아래 그림과 같이 질량이 m인 입자가 폭이 L인 1차원 상자 속에서 왕복 운동하는 문제에 슈뢰딩거 방정식을 적용해 보자. 상자안에서 퍼텐셜 에너지는 0이고, 양벽은 무한하여 입자가 상자의 벽을 뚫지 못한다고 가정하자. 상자 속의 입자는 상자 외부에서는 존재할 수 없으므로 상자 외부의 퍼텐셜 에너지는 무한대(∞)로 놓을 수 있다. 슈뢰딩거 방정식을 풀면 입자의 에너지는 다음과 같이 연속적인 값이 아니라 띄엄띄엄 떨어진 값만 가능하다. 양자 역학에서 입자가 제한된 공간에 갇혀 있을 때 에너지가 불연속적인 값을 가지는 것은 일반적인 현상이다. 앞에서 구한 에너지는 물질파의 파장 λ=h/p 를 이용해 구할 수도 있다. 입자는 벽을 통과할 수 없으므로 벽의 경계에서 입자가 발견될 확률은 0이다. .. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2013. 10. 6. 12:16
광전효과 광전 효과 광전 효과 실험 장치는 그림 III- 30과 같이 음극과 양극이 서로 떨어진 광전관에 전압을 걸어 줄 수 있게 되어 있다. 광전관에 전압을 걸어 주어도 음극과 양극이 서로 떨어져 있기 때문에 전류는 흐르지 않는다. 그러나 광전관에 빛을 비추면 전류가 흐른다. 이러한 현상이 나타나는 까닭은 무엇인지 좀 더 자세히 알아보자. 앞에서 한 광전 효과 실험에서 광전관 안에 서로 떨어져 있는 음극과 양극 사이에 전류가 흐르는 현상이 나타났다. 이것은 음극에서 양극으로 전자가 이동하였기 때문이다. 즉, 그림 III- 31과 같이 금속판에 빛을 쪼였을 때 금속 내부의 전자들이 튀어 나왔음을 알 수 있다. 일반적으로 광전 효과 실험 장치의 구조는 그림 III-`32와 같다. 광전관 속 음극인 금속판에 특정한 .. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2013. 9. 6. 22:35
광전효과 그래프 광전 효과 (1) 광전효과 : 금속 표면에 빛을 비출 때 금속으로부터 전자가 튀어나오는 현상으로, 1887년에 헤르츠가 아연표면에 자외선을 비출 때 전자가 방출되는 사실을 확인하였다. (2) 광전관을 이용한 실험 ① 그림과 같이 슬릿을 통하여 광전관에 빛을 비추면 음극을 이루는 금속에서 전자가 방출되고, 이 전자는 양극에 도달하여 회로에 전류가 흐른다. 이 때 튀어나온 전자를 광전자라고 한다. ② 그림의 P점이 b점에 가까워지면 광전류가 0이 되는 순간이 있으며, 이 때의 전압을 정지전압(V0)이라고 한다. 음극에서 방출된 광전자의 최대운동에너지 Ek는 정지전압이 클수록 크다.③ 광전류와 양극전압의 관계 - 빛의 세기와 관계없이 진동수가 큰 빛의 정지 전압이 더 크다. - 빛의 진동수가 같은 경우 빛의 .. 현대물리가상실험실/빛과 양자물리 2013. 9. 6. 22:26
