For myself

모든 입자는 6종류의 경입자, 6종류의 쿼크, 12종류의 반입자로 구성되어 있다. 이들 모두는 스핀양자수를 1/2로 갖고 있으며, 따라서 모두 반정수 스핀양자수를 갖는 입자인 페르미온들이다. 전하를 가진 입자들은 가상광자를 주고받으면서 전자기적 상호작용을 한다. 경입자들은 다른 경입자나 쿼크들과 질량을 가진 W입자나 Z입자를 매개 입자로 주고받으면서 약한 상호작용을 한다. 쿼크들은 색깔힘을 통해 다른 쿼크와 강한 상호작용을 하다. 전자기력과 약력은 약전자기력이라고 불리는 하나의 힘이 다르게 나타나는 것이다. 경입자 중 세 가지 전자, 뮤온, 타우 입자는 -1e의 전하를 갖는다. 그리고 이 전하를 띤 경입자 각각에 대응하는 중성의 중성미자(경입자이다) 세 개가 있다. 전하를 띤 경입자들의 반입자들은 양의 ..

핵반응은 질량을 다른 형태의에너지로 전환시키는데 있어 단위질량당 화학반응보다 그 이상의 효과를 갖는다. 235U에 열중성자를 충돌시키게 되면 핵분열을 하게 되는데, 이떄 주 분열조각들은 베타붕괴 사슬과 같은 식을 갖는다. 이때 방출되는 에너지는 200 MeV이다. 핵을 들뜸에너지를 갖는 대전된 액체방울로 생각하는 집단모형으로 핵분열을 설명할 수 있는데 핵분열이 일어나려면 퍼텐셜 장벽을 통과해야 한다. 핵분열률은 장벽의 높이 E_b와 들뜸에너지 E_n 사이의 관계에 의존한다. 핵분열 중에 방출된 중성자 때문에 핵분열의 연쇄반응이 가능하게 된다. 가벼운 두 핵 사이의 Coulomb 장벽은 이들이 융합하여 에너지를 방출하지 못하게 한다. 핵융합이 다량의 물질 안에서 일어나려면 온도가 충분히 높아 터널링이 일어..

핵종은 대략 2000여개 정도 존재한다고 알려져 있다. 각 핵종은 원자번호인 Z와 원자량인 A로, 중성자수는 N으로 표기되며 이때 A=Z+N으로 표시할 수 있다. 원자번호가 같으나 질량수가 다른 경우 동위핵종이라고 불린다. 핵의 평균 반지름은 $$ r=r_0 A^{1/3} $$ 으로 알려졌지만, 무리 핵종의 경우 이 공식이 성립되지 않는다. 원자의 질량은 다음과 같이 정의되는 과잉질량으로 나타내어지는데 $$ \triangle=M-A $$ 로 주어진다. 이때 M은 원자질량단위로 나타낸 원자의 실제 질량이며 A는 원자핵의 질량수이다. 핵의 결합에너지는 $$ \triangle{E_{be}}=\sum(mc^2)-Mc^2 $$ 으로 나타내어진다. 이때 Σ(mc^2)는 각각의 양성자와 중성자가 가진 질량에너지의 총..

결정고체의 전기적 특성을 구분할 수 있는 세 요소는 비저항, 비저항 온도계수, 그리고 전하운반자 밀도라고 할 수 있다. 고체는 크게 절연체(큰 비저항)와 금속(작은 비저항과 작은 비저항 온도계수, 큰 전하운반자), 반도체(큰 비저항, 큰 음수의 비저항 온도계수, 작은 전하운반자)로 나뉜다. 하나의 원자는 분리된 에너지 준위를 갖는데, 원자들이 가까이 모여 고체를 형성하면 각 원자의 에너지준위는 합쳐져 고체의 에너지 띠를 형성한다. 이때 에너지띠들은 에너지 간격만큼 떨어져 있으며, 간격은 전자들이 존재할 수 없는 구역이다. 이 에너지 띠는 상당히 많은 수의 에너지 준위들이 모여 형성된 것으로, Pauli 배타 원리에 의해 하나의 전자만이 하나의 준위를 점유할 수있다. 절연체에서는 전자를 보유하고 있는 에너..

원자의 에너지는 양자화되어있고 이 사이에서 양자띔을 할 수 있다. 이는 높은 에너지와 낮은 에너지 사이의 이동에서 광자의 방출이나 흡수가 있을 경우 $$ hf=E_{high}-E_{low} $$ 로 주어진다. 양자수 n이 같을 경우에는 껍질을 이루며, 양자수 n과 l이 같은 상태는 버금껍질을 이룬다. 원자에 갇힌 전자의 궤도각운동량의 크기는 다음과 같이 양자화 되어 있다. $$ L=\sqrt{l(l+1)} \bar{h} $$ 여기서 하 바는 플랑크 상수를 2π로 나눈 값이며, l은 궤도자기양자수, n은 전자의 주양자수이다. z축에대한 궤도각운동량의 성분 L_x 또한 양자화되어 있으며 그 값은 $$ L_z=m_l \bar{h}, m_l=0, \pm{1}, \pm{2}, ... $$ 이다. 여기서 m_l은 ..

어떤 형태의 파동이든 가두게 된다면 그것은 양자화된다. 이를 특정한 에너지 상태를 갖는 띄엄띄엄한 상태라고 표현할 수 있으며, 중간 값을 갖는 에너지는 허용되지 않는다. 이를 가둠이라고 한다. 전자는 물질파이므로 무한한 퍼텐셜 우물에 갇힌 전자는 특정한 띄엄띄엄한 상태에만 존재할 수 있는데, 길이 L인 1차원의 무한대 퍼텐셜 우물에서 가능한 양자상태에 대한 에너지는 $$ E_n=(\frac{h^2}{8mL^2})n^2 $$ 으로 주어지며, m은 전자의 질량, n은 양자수이다. 이때 영정에너지라고 불리는 가장 낮은 상태의 에너지는 n=0인 상태가 아니라 1일 때 주어지며, 이때 전자가 한 상태에서 다른 상태로 변하면 변화량은 $$ \triangle E=E_{high}-E_{low} $$ 와 같다. 높은 상..

Topic: 광자와 물질파 전자기파, 빛은 양자화 되어 있고, 그 양자를 광자라고 한다. 진둥수가 f인 전자기파에 대해 에너지는 $$ E=hf $$ 이며 이의 운동량은 $$ p=\frac{hf}{c}=\frac{h}{\lambda} $$ 가 된다. 이때 충분히 높은 진동수의 빛을 깨끗한 금속의 표면에 쪼이면 금속 내의 전자와 광자의 상호작용으로 전자가 전리되는데, 이를 광전효과라고 한다. $$ hf=K_{max}+\phi $$ 이때 좌변은 광자의 에너지, 우변의 첫 번째 항은 전자의 최대 운도에너지, 두 번째 항은 일함수를 의미한다. 광자의 에너지가 일함수보다 작으면 광전효과는 일어나지 않는다. 이때 X선이 표적에 약하게 속박된 전자들에 의해 산란될 때를 컴프턴 산란이라고 한다. 이 산란된 엑스선은 입사..

Topic: 상대성 원리 광학의 끝 이후, 상대성 원리에 대해 설명을 하였다. 간단히 상대성 이론은 동시성의 원리, 시간 좌표계와 공간 좌표계를 합친 시공간 좌표계를 사용하여 동시성에 대한 정의, 광속 불변이라는 정의를 통해 만어진 이론이다. 특히 이 장에서는 관성 좌표계에서의 이론인 특수 상대성이론에 대해 다루었다. 간단히 관성 좌표계의 어느 물체가 v의 속력으로 움직인다면(그 속력이 충분히 크다고 가정하자) 시간 팽창, 길이 수축, 질량 증가 등의 현상을 알 수 있고, 이는 로렌츠 변환이라는 과정을 통해 공식이 만들어질 수 있디. 이르 통해 질량-에너지 동가성 원리와 운동량, 운동에너지에 대한 새로운 정의를 할 수 있다.

Topic: 회절 광학의 마지막 부부인 회절 부분이다. 슬릿을 통해 관찰할 수 있는 건 간섭과 산란 뿐만 아니라 회절도 존재하는데, 슬릿을 통과한 빛이 펒ㅁ 뿐만 아니라 간섭으로 무늬를 현성하는 것을 의미한다. 지난번에 본 산란과 마찬가지로, 극대점과 극소점을 알기 위해 정수배와 반정수배의 특징을 알아야 하며, 그 특정을 이용한 그리드에 대한 설명을 알자.

Topic: 간섭 빛의 반사, 굴절에 이어 이번에는 회절과 관련된 내용이 나왔다. 기본적인 회절의 성질, 특히 슬릿 실험을 이용한 성질에 있어서, 간섭무늬가 만들어지는 위상차와 그 관계, 그리고 그것이 만일 박막 산란과 같이 반사와 굴절이 같이 일어나는 실질적 환경에서는 어떻게 반영되는지 알 수 있었다.