양자 역학

양자 역학이란?

양자 역학의 창시자는 Werner Heisenberg와 Erwin Schrödinger입니다. 양자역학 또는 양자이론은 미세 물질인 원자 , 소립자의 호라동, 물리 이론, 양자역학의 이해에 더하여 중력을 제외한 모든 기본 힘, 즉, 강한 상호 작용, 전자기적 상호 작용, 약한 상호 작용과 중력 상호 작용의 기초입니다. 양자역학은 전자기, 입자물리학, 응축 물리학 및 우주론의 일부를 포함한 수많은 물리학의 기초입니다. 또한, 양자 역학은 전체화학의 기초인 화학결합 이론, 구조생물학 및 전자, 정보 기술, 나노 기술 및 기타 분야의 기초입니다. 한 세기의 실험과 실제 응용은 양자 역학의 성공과 실제 가치를 충분히 입증했습니다. 양자역학은 20세기 초 맥스 플랑크와 닐스 보어의 선구자적인 시작 시작되었으며, 1924년에 독일의 물리학자 막스 보른에 의해 "양자 역학"이라는 용어가 탄생했습니다. 고전 역학이 설명할 수 없는 실험 현상에 대한 성공적인 해석과 일부 후속 발견에 대한 정확한 예측 때문에 물리계는 이 새로운 이론을 널리 받아들이기 시작했습니다. 양자 역학의 초기의 주요 성과는 입자 이원성의 성공적인 해석이었습니다. 입자 이원성은 원자 입자와 파동 특성을 모두 나타낸다 는 사실에서 비롯됩니다. 첫번째 양자 이론은 플랑크와 뜨거운 금속 제품 주황색 표시등은 고온으로 인해 물체에서 방출되는 열복사의 가시 부분입니다. 열복사 형태로 빛을 방출하지만 밝기가 충분하지 않고 더 긴 파장은 육안으로 보이지 않습니다. 원적외선 카메라는 이러한 방사선을 포착할 수 있습니다. 열복사는 자체 온도로 인해 표면에서 물체에 의해 방출되는 전자기 방사선입니다. 물체가 충분히 가열되면 스펙트럼의 적색 끝에서 빛을 방출하기 시작하고 적색이 됩니다. 물체를 더 가열하면 색상이 변하고 더 짧은 파장과 더 높은 주파수로 빛을 방출합니다. 그리고 이 물체는 완벽한 방사체와 완벽한 흡수 장치가 될 수 있습니다. 물체가 차가워지면 순수한 검은색으로 보입니다. 이때 물체는 가시 광선을 거의 방출하지 않지만 물체에 비치는 빛을 흡수합니다. 이 이상적인 열 방출기는 흑체로 간주되며 흑체에서 방출되는 방사선을 흑체 방사선이라고 합니다. 19세기 후반에 열복사는 많은 실험으로 매우 명확하게 설명되었습니다. Wien의 변위 법칙 은 방사선이 가장 강한 파장을 나타내며 Stefan-Bozeman의 법칙은 단위 면적당 방출되는 총에너지를 나타냅니다. 온도가 서서히 올라가면 빛의 색이 빨강에서 노랑으로 바뀌고 흰색과 파랑으로 바뀝니다. 피크 파장이 자외선 쪽으로 이동하면 파란색 파장에서 충분한 방사선이 여전히 방출되어 물체가 계속 파란색으로 나타납니다. 물체는 절대 보이지 않게 되고 가시광선의 방사선은 점차 단조롭게 증가합니다. 모든 주파수 대역에서 방출되는 방사선의 양은 증가하지만 단파장의 향상 진폭은 비교적 훨씬 크기 때문에 강도 분포의 피크는 단파장으로 이동합니다. 다른 온도에서 흑체에 의해 방사된 총 에너지 및 피크 파장과 전자기 이론은 특히 단파장에 대한 향상의 크기를 과대 평가합니다. Rayleigh-Kings의 법칙은 실험 데이터의 장파장 부분에 적합합니다. 그러나 단파장 부분에서 고전 물리학은 뜨거운 물체에서 방출되는 에너지가 무한대 경향이 있다고 예측합니다. 자외선 재해의 결과는 분명히 잘못 표현되었습니다. 열복사 스펙트럼을 완전히 설명할 수 있는 첫 번째 모델은 1900년 Max Planck에 의해 제안되었습니다. Planck는 열방사를 평형의 고조파 발진기 모델 그룹으로 설정했습니다. 실험 결과를 만족시키기 위해 Planck는 각 고조파 발진기가 고유한 특성 주파수를 에너지 단위의 정배수로 사용해야 하며 임의의 양의 에너지를 방출할 수 없다고 가정해야 했습니다. 다시 말해, 각각의 고조파 발진기의 에너지는 양자화됩니다. 각 고조파 발진기의 에너지 양자는 고조파 발진기의 주파수에 비례하며, 이 비례 상수를 플랑크 상수라고 합니다. 플랑크 상수의 상징은 h이고, 그 값은 Template : Val이며, 주파수 f에서 고조파 발진기의 에너지 E는 {\ displaystyle E = nhf, \,}{\ displaystyle E = nhf, \,}{\ displaystyle n = 1,2,3, \ ldots}{\ displaystyle n = 1,2,3, \ ldots}라는 수식을 완성하였습니다. 플랑크의 법칙은 물리학의 최초 양자 이론이며, 플랑크는 에너지 양자 발견과 물리학 발전에 대한 기여를 인정받으며 1918년에 노벨상을 수상했습니다. 그러나 오늘날 우리가 알고 있듯이 플랑크는 양자화가 순전히 수학적 트릭이라고 믿었지만 세상에 대한 이해의 기본 원칙을 바꾸지 않았습니다.