현대물리가상실험실 검색 결과

해당 글 22건

방사성붕괴-가상실험

1. 원자핵의 표현 - 원자 번호(Z)：원자핵 속에 들어 있는 양성자수 - 질량수(A) : 원자핵 속에 들어 있는 양성자수와 중성자수의 합 질량수(A)=양성자수(Z)+중성자수(N) - 동위 원소 : 양성자수는 같지만 중성자수가 다른 원소로, 화학적 성질은 같으나 물리적 성질은 다르다. 2. 핵반응：핵이 분열하거나 융합하는 것을 말하며, 반응 전과 후 전하량과 질량수가 보존된다. 분열하거나 융합하는 과정에서 반응 전의 질량의 총합보다 반응 후의 질량의 총합이 작다. 이를 질량 결손이라 하고, 질량 결손에 해당하는 에너지가 방출된다.① 핵반응식：원자핵 A와 B가 반응하여 원자핵 C와 D가 되었을 때 핵반응식은 다음과 같다. (전하량 보존 : w+x=y+z, 질량수 보존 : a+b=c+d) ② 질량결손(Δm)..
현대물리가상실험실/원자와 원자핵 2015. 8. 3. 20:46

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

밀리컨의 기름방울(유적) 실험

19세기 말에 톰슨은 전자를 발견하였다. 전자를 발견하였지만 전자의 질량이나 전자의 전하량을 각각 정확하게 측정하지 못하고, 전자의 질량과 전하량의 비 e/m만을 측정하였다. 1909년 밀리컨은 그림과 같은 방법으로 기본 전하량을 측정하였다. 전압을 걸어 준 평행판 사이에 분무기로 기름 방울을 뿜어 준다. 이 기름 방울들은 분무기에서 방출될 때 분무기 노즐과의 마찰에 의해서 전하를 띠게 된다. 이 중 몇 방울이 상판에 있는 구멍을 통해 떨어지고, 이는 현미경을 통해 관찰한다. 이 때 위로 향하는 전기력과 아래로 향하는 중력이 비기게 되면 이 기름 방울들은 정지하거나 또는 등속운동을 할 것이다. 이것을 이용하여 밀리컨은 전하량을 구했는데 이에 대하여 알아보자. 1) 전하량의 측정 위 그림과 같이 두 평행한..
현대물리가상실험실/원자와 원자핵 2013. 10. 8. 12:38

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

비전하 측정

전자의 비전하 측정 평행판에서의 속도 측정 평행판에서 전자는 전기장에 의해 위쪽으로 전기력 eE를, 자기장에 의해 아래쪽 방향으로 자기력 evB를 받게 된다. 전기력과 자기력을 잘 조절하여 전기력=자기략이 되도록 할 때, 즉 eE=evB가 되어 전자의 속력 v=E/B로 계산할 수 있다. 이때 편향되는 각 θ=0이어야 한다. 스크린에서의 비전하 측정 전자는 평행판에서 전기력과 자기력의 크기가 다를 때 편향되어 스크린을 때리게 된다. 이때 편향각을 이용하여 전자의 비전하 값을 측정할 수 있다. 전기장이 E인 영역에서 전자가 받는 힘은 F=eE이다. 이 힘에 의해 y만큼 이동 했을 때 다음과 같은 식이 성립한다. 이므로 평행판에 v의 속력으로 입사한 전자의 수평방향 속력은 변하지 않는다. 왜냐하면 수평방향의 ..
현대물리가상실험실/원자와 원자핵 2013. 9. 6. 23:15

보어의 원자모형

◈ 모바일로 접속시 위의 플래시 화면이 보이지 않습니다. 이럴 경우 '스마트폰으로 가상실험실 보기'(http://yjh-phys.tistory.com/1447)를 참고하세요. 러더퍼드의 원자 모형에 따르면 그림 Ⅱ-26과 같이 전자는 핵 주위를 원운동하고 있다. 그런데 전자기학 이론에 따르면 회전 운동을 하는 전자는 전자기파를 방출해야 한다. 전자가 이렇게 에너지를 방출하면 에너지를 잃어버리는 것이므로 그림 Ⅱ-27과 같이 전자의 궤도는 감소하게 되고, 결국 전자가 핵에 흡수됨에 따라 원자는 붕괴하게 된다. 그래서 러더퍼드 원자 모형은 원자의 안정성은 물론 기체 원자의 선 스펙트럼 현상도 설명할 수 없었다. 보어는 원자의 중심에 있는 원자핵을 중심으로 전자가 돌고 있으며, 전자는 특정 궤도에서 원운동한다..
현대물리가상실험실/원자와 원자핵 2013. 9. 6. 23:12

전자의 에너지 준위

원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있다. 전자는 원자핵 주위에서 특정한 궤도를 돌며 운동한다. 과학자들이 스펙트럼을 통하여 알아낸 원자핵 주변의 전자 궤도가 어떤 방식으로 존재하는지 알아보자. 전자의 궤도 그림 II-`32와 같이 계단에서 굴린 공은 퍼텐셜 에너지가 큰 위쪽에서 퍼텐셜 에너지가 낮은 아래쪽으로 내려오게 된다. 이때 공은 어느 계단이든 놓여 있을 수 있으나 계단과 계단 사이에는 머물 수 없다. 보어는 원자핵 주위의 전자도 특정한 궤도에만 있을 수 있고 궤도와 궤도 사이에는 있을 수 없다는 원자 모형을 제시하였다. 보어는 전자가 원자핵 주위에 아무 곳이나 존재하지 않고 그림 II-`33과 같이 특정한 에너지를 가진 궤도에만 돌고 있다는 원자 모형을 제시하였다. 원자핵에서 가장 가까운 것부터 n..
현대물리가상실험실/원자와 원자핵 2013. 9. 6. 23:08