양자역학 - Quantum mechanics [2]

양자역학 - Quantum mechanics [2]


양자역학의 역사 - 2

플랑크에 따르면, 각 에너지 요소(E)는 주파수(v)에 비례한다, h는 플랑크의 상수이다. E=hv 

플랑크는 이는 방사선의 흡수 및 방출 과정의 한 측면일 뿐 방사선의 물리적 실체가 아니라고 조심스럽게 주장했다. 사실, 그는 자신의 양자 가설을 상당한 양의 발견이라기 보다는 정답을 얻기 위한 수학적인 속임수로 여겼다. 그러나 1905년 알버트 아인슈타인은 플랑크의 양자 가설을 사실적으로 해석하여 특정 물질에 빛나는 빛이 물질에서 전자를 방출할 수 있는 광전 효과를 설명하는데 사용했다. 아인슈타인은 이 작품으로 1921년 노벨 물리학상을 받았다.아인슈타인은 빛과 같은 전자파가 그것의 주파수에 의존하는 분리된 양의 에너지를 가진 입자로도 묘사될 수 있다는 것을 보여주기 위해 이 아이디어를 더 발전시켰다. 아인슈타인은 그의 논문 "방사선의 양자 이론에 대하여"에서 원자에 의한 에너지의 흡수 및 방출에 대해 설명하기 위해 에너지와 물질의 상호작용을 확대했다. 당시 그의 일반 상대성 이론에 가려져 있었지만, 이 논문은 자극된 방사선의 방출에 바탕을 둔 메커니즘을 분명히 밝혔는데, 이것이 레이저의 기초가 되었다.


1920년대 중반에는 양자역학이 발달하여 원자물리학의 표준제형이 되었다. 1925년 여름, 보어와 하이젠베르크는 옛 양자론을 종결시킨 결과를 발표하였다. 특정 공정과 측정에서 이들의 입자 같은 행동 때문에 광자라고 불리게 되었다. 1926년에 Erwin Schrödinger는 전자와 같은 입자의 파동 기능에 대한 부분 미분 방정식을 제안했다. 그리고 이 방정식은 사실상 유한 영역으로 제한되었을 때 이산 양자 상태에 해당하는 특정 모드만 허용했는데, 이 모드의 속성은 행렬 역학에서 암시하는 것과 정확히 동일했다. 아인슈타인의 단순한 포스팅은 많은 논쟁과 이론화, 그리고 테스트를 촉발시켰다. 이리하여 양자물리학의 전 분야가 출현하여 1927년 제5차 솔베이 회의에서 그 수용을 더 크게 하였다. 아원자 입자와 전자파는 단순한 입자나 파동이 아니라 각각의 특정 성질을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 이것은 파동-입자 이중성의 개념을 발생시켰다.


1930년까지 양자역학은 측정에 더욱 중점을 두고 데이비드 힐버트, 폴 디락, 존 폰 노이만 등에 의해 더욱 통일되고 공식화되었으며, 우리의 현실지식의 통계적 특성, 그리고 '오버스페어'에 대한 철학적 추측이 강조되었다. 그 이후 양자화학, 양자전자공학, 양자광학, 양자정보과학 등 여러 분야에 스며들었다. 또한 현대 주기율표 원소의 많은 특징에 유용한 프레임워크를 제공하며, 화학적 결합 중 원자의 행동과 컴퓨터 반도체에서 전자의 흐름을 기술하고 있으며, 따라서 많은 현대 기술에서 결정적인 역할을 하고 있다. 그것의 투기적인 현대적 발전은 끈 이론과 양자 중력 이론을 포함한다. 양자역학은 극소수의 세계를 묘사하기 위해 구성되었지만, 초전도체나 초유체 같은 거시적인 현상도 설명할 필요가 있다. 


양자라는 단어는 라틴어에서 유래되었는데, '얼마나 대단한가' 또는 '얼마나 많은가'를 의미한다. 양자역학에서 그것은 정지 상태의 원자의 에너지와 같은 특정한 물리적 양에 할당된 이산 단위를 가리킨다. 입자가 파동 같은 성질을 가진 분리된 에너지 패킷이라는 발견은 오늘날 양자역학이라고 불리는 원자 및 아원자 시스템을 다루는 물리학의 분기로 이어졌다. 그것은 응축물리학, 고체물리학, 원자물리학, 분자물리학, 계산물리학, 계산화학, 양자화학, 입자물리학, 핵화학, 핵물리학을 포함한 물리학과 화학의 많은 분야의 수학적 틀에 기초를 두고 있다.[더 나은 원천이 필요하다] 이론의 몇 가지 근본적 측면은 여전히 활발하게 연구되고 있다.


양자역학은 원자 길이와 더 작은 규모로 시스템의 행동을 이해하는데 필수적이다. 만약 원자의 물리적 성질이 고전적인 역학에 의해서만 설명되었다면, 궤도를 선회하는 전자는 (원형 운동으로 인해) 방사선을 방출하기 때문에 핵의 궤도를 돌지 않을 것이고, 따라서 에너지가 빠르게 손실되고 핵과 충돌할 것이기 때문이다. 이 틀은 원자의 안정성을 설명할 수 없었다. 그 대신 전자는 고전역학과 전자석의 전통적인 가정과 반대로 핵에 대한 불확실하고, 결정적이지 않고, 얼룩지고, 확률론적인 파동-입자 궤도 안에 머물러 있다. 양자역학은 초기에 원자, 특히 아원자 입자뿐만 아니라 동일한 화학 원소의 서로 다른 동위원소가 방출하는 빛의 스펙트럼의 차이를 더 잘 설명하고 설명하기 위해 개발되었다. 요컨대 양자기계 원자모델은 고전역학과 전자기학이 흔들리는 영역에서 눈부신 성공을 거두었다.

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