미세한 물질은 입자가 상호작용할 때마다 에너지가 손실되는 특징이 있는 이산 고체, 거시적 입자의 조합이다(가장 일반적인 예는 곡물이 충돌할 때 마찰이 될 것이다). 미세한 물질을 구성하는 성분은 열 운동 변동에 영향을 받지 않을 정도로 충분히 크다. 따라서, 낟알의 크기 하한은 약 1 μm이다. 상단의 크기 제한에서, 개별 알갱이가 빙산인 아이스 플로와 개별 알갱이가 소행성인 태양계의 소행성 벨트에 세밀한 물질의 물리학을 적용할 수 있다. 세분화된 물질의 예로는 눈, 견과류, 석탄, 모래, 쌀, 커피, 옥수수 가루, 비료, 베어링 볼 등이 있다. 따라서 세밀한 물질에 대한 연구는 직접적으로 적용되며 적어도 세밀한 물질에 대한 마찰의 법칙이 원래 명시되었던 샤를-아우구스틴 드 쿨롱에게 거슬러 올라간다. 세..
핵 변형 - Nuclear transmutation핵 변환은 한 화학 원소 또는 동위원소를 다른 화학 원소로 변환하는 것이다. 어떤 원소(또는 1의 동위원소)도 원자핵의 양성자(및 중성자) 수에 의해 정의되기 때문에, 원자핵에서는 핵의 양성자 또는 중성자 수가 바뀌는 어떤 과정에서도 핵전환이 일어난다. 변환은 핵반응(외부 입자가 핵에 반응하는 경우) 또는 외부 원인이 필요하지 않은 방사성 붕괴에 의해 달성될 수 있다. 과거에 별 핵합성에 의한 자연적 변환은 알려진 기존 우주에서 대부분의 무거운 화학 원소를 생성했고, 오늘날까지 계속 일어나 헬륨, 산소, 탄소를 포함한 우주에서 가장 흔한 원소의 대부분을 생성한다. 대부분의 별들은 수소와 헬륨을 포함하는 핵융합 반응을 통해 전이를 수행하며, 훨씬 큰 별들은..
솔리톤 - Soliton수학이나 물리학에서 솔리톤이나 독방파(독방파)는 일정한 속도로 전파되는 동안 그 형태를 유지하는 자기강제파 패킷이다. 솔리톤은 매체에서 비선형 및 분산 효과가 취소되어 발생한다. (분산 효과는 파동의 속도가 주파수에 따라 달라지는 특정 시스템의 속성이다.) 솔리톤은 물리적 시스템을 설명하는 약하게 비선형 분산 부분 미분 방정식의 광범위한 종류의 해결책이다. 솔리톤 현상은 1834년 스코틀랜드 유니온 운하에서 홀로 파도를 목격했던 존 스콧 러셀(1808–1882)에 의해 처음 묘사되었다. 그는 이 현상을 웨이브 탱크에 재현해 '번역의 웨이브'라고 명명했다. 정의솔리톤에 대한 하나의 일치된 정의는 찾기 어렵다. Drazin & Johnson에서는 다음과 같은 세 가지 속성을 해결책으로..
핵화학 - Nuclear chemistry핵화학은 원자핵의 방사능, 핵공정, 변환을 다루는 화학의 하위 분야로 핵전환과 핵특성 등이 있다. 그것은 액티니드, 라듐, 라돈과 같은 방사성 원소의 화학작용과 함께 핵공정을 수행하도록 설계된 장비(원자로 등)와 관련된 화학작용이다. 여기에는 (사고 중 등) 정상 및 비정상 운전 조건에서의 표면 부식 및 거동이 포함된다. 중요한 영역은 핵폐기물 보관소나 처리장에 넣은 후 물체와 물질의 거동이다. 살아있는 동물, 식물 및 기타 물질 내에서 방사선 흡수에 따른 화학적 효과에 대한 연구를 포함한다. 방사선 화학은 방사선이 분자 규모로 생물체에 영향을 미치기 때문에 방사선 생물학의 많은 부분을 통제한다. 방사선이 유기체 내의 생화학물질을 변화시키고, 생물 분자의 변화는 ..
양자화학 - Quantum chemistry양자화학은 화학계의 물리적 모델과 실험에서 양자역학의 응용에 초점을 맞춘 화학의 한 분야다. 분자 양자역학이라고도 한다.실험 양자 화학자들은 분자 규모로 에너지의 정량화에 관한 정보를 얻을 수 있는 분광학에 크게 의존한다. 일반적인 방법은 적외선(IR) 분광법, 핵자기공명(NMR) 분광법, 스캐닝 프로브 현미경법 등이다. 또한 계산 화학의 범주에 속하는 경향이 있는 이론 양자 화학은 원자와 분자가 분리된 에너지만을 가질 수 있기 때문에 양자 이론의 예측을 계산하려고 한다. 양자화학은 개별 원자와 분자의 지상 상태, 흥분 상태, 화학 반응 중에 일어나는 전이 상태를 연구한다. 계산에 있어서 양자화학 연구도 양자역학 원리에 근거한 반감기적 및 기타 방법을 사용하며,..
계산화학 사용법하나의 분자 공식은 둘 이상의 분자 이성질체, 일련의 이성질체를 나타낼 수 있다. 각 이소머는 모든 핵의 좌표 함수로서 총 에너지(즉, 전자 에너지, 핵 사이의 반발 에너지)에서 생성된 에너지 표면(전위 에너지 표면이라고 함)의 국소 최소값이다. 정지점은 핵의 모든 변위에 관한 에너지의 파생물이 0이 되는 기하학이다. 최소 국소(에너지)는 그러한 모든 변위가 에너지의 증가로 이어지는 정지 지점이다. 가장 낮은 국소 최소값을 글로벌 최소값이라고 하며 가장 안정적인 이성질체에 해당한다. 양방향에서 총 에너지의 감소를 초래하는 하나의 특별한 좌표 변화가 있는 경우, 정지점은 전환 구조이고 좌표는 반응 좌표다. 정지점을 결정하는 이 과정을 기하학적 최적화라고 한다. 기하 최적화에 의한 분자 구조의..
계산화학 - Computational chemistry컴퓨터 화학은 화학적 문제 해결에 도움을 주기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하는 화학의 한 분야다. 그것은 분자와 고체의 구조와 성질을 계산하기 위해 효율적인 컴퓨터 프로그램에 통합된 이론 화학의 방법을 사용한다. 수소 분자 이온(다이수소 양이온)에 관한 비교적 최근의 결과와는 별도로, 양자 다체 문제는 폐쇄적인 형태로는 훨씬 더 적게, 분석적으로 해결될 수 없기 때문에 필요하다. 계산 결과는 보통 화학 실험을 통해 얻은 정보를 보완하지만, 어떤 경우에는 지금까지 관찰되지 않은 화학적 현상을 예측할 수 있다. 신약과 재료의 설계에 널리 사용되고 있다. 그러한 특성의 예로는 구조(즉, 구성 원자의 예상 위치), 절대 및 상대적(상호작용) 에너지, 전자 ..
현대의 핵물리학무거운 핵은 수백 개의 핵들을 포함할 수 있다. 이것은 어느 정도의 근사치로 양자기계적 시스템이 아닌 고전적 시스템으로 취급될 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과 액체 방울 모델에서, 핵은 부분적으로 표면 장력에서 그리고 일부는 양자의 전기적 반발에서 발생하는 에너지를 가지고 있다. 액체 방울 모델은 핵분열 현상뿐만 아니라 질량수에 관한 에너지를 결합하는 일반적인 추세를 포함하여 핵의 많은 특징들을 재현할 수 있다. 그러나 이 고전적 그림에 중첩된 것은 양자-기계적 효과로, 마리아 괴퍼트 메이어와 J. 한스 D에 의해 상당 부분 개발된 핵 쉘 모델을 사용하여 설명할 수 있다. 젠슨. 중성자와 양성자의 특정한 "마법" 숫자를 가진 핵은 껍질이 채워지기 때문에 특히 안정적이다. 중성자와 양성자..
핵물리학 - nuclear physics핵물리학은 원자핵과 그 성분과 상호작용을 연구하는 물리학 분야다. 다른 형태의 핵물질도 연구된다. 핵 물리학은 전체적으로 볼 때는 전자를 포함한 원자를 공부한다 원자 물리학, 혼동하지 않아야 한다. 핵물리학의 발견은 많은 분야에서 응용을 이끌어 왔다. 여기에는 원자력, 핵무기, 핵의학과 자기공명영상, 산업 및 농업 동위원소, 재료공학에서의 이온 이식, 지질학과 고고학에서의 방사성탄소 연대 측정 등이 포함된다. 그러한 응용은 원자력 공학 분야에서 연구되고 있다. 입자물리학은 핵물리학에서 발전했고, 두 분야는 일반적으로 긴밀한 연계를 통해 가르친다. 핵 천체물리학에 대한 핵물리학의 응용인 핵천체물리학은 별의 내적 작용과 화학 원소의 기원을 설명하는 데 결정적이다. 핵물..
분자물리학 - Molecular Physics분자물리학은 분자의 물리적 특성, 원자 사이의 화학적 결합과 분자역학에 대한 학문이다. 그것의 가장 중요한 실험 기법은 다양한 종류의 분광학이다; 산란 또한 사용된다. 이 분야는 원자물리학과 밀접한 관련이 있으며 이론화학, 물리화학, 화학물리학과 크게 중복된다. 원자로부터 알려진 전자적 흥분 상태 외에도 분자는 에너지 수준이 정량화되는 회전 및 진동 모드를 나타낸다. 서로 다른 회전 상태 사이에 가장 작은 에너지 차이가 존재한다. 순수 회전 스펙트럼은 전자기 스펙트럼의 원적외선 영역(약 30~150μm 파장)에 있다. 진동 스펙트럼은 적외선에 가깝고(약 1~5μm), 전자 전환에 따른 스펙트럼은 대부분 가시와 자외선 영역에 있다. 핵 사이의 거리와 같은 분자의..
계산물리학 - computational physics계산물리학은 이미 양적 이론이 존재하는 물리학의 문제를 해결하기 위한 수치적 분석의 연구와 실행이다. 역사적으로, 컴퓨터 물리학은 과학에서 현대 컴퓨터의 첫 응용이었고, 현재는 컴퓨터 과학의 하위집합이 되었다. 그것은 이론 물리학의 하위 훈련(또는 오프슈트)으로 간주되기도 하지만, 다른 이들은 이론과 실험을 모두 보충하는 연구 영역인 이론과 실험 물리학 사이의 중간 분기로 간주하기도 한다. 개요물리학에서, 수학 모델에 기초한 다른 이론들은 시스템들이 어떻게 행동하는지 매우 정확한 예측을 제공한다. 불행히도, 유용한 예측을 하기 위해 특정 시스템에 대한 수학 모델을 푸는 것은 실현 가능하지 않은 경우가 있다. 예를 들어 솔루션이 폐쇄형 표현식을 가지지 않..
원자물리학 - Atomic physics원자물리학은 전자와 원자핵의 고립된 체계로서 원자를 연구하는 물리학 분야다. 그것은 주로 핵 주위의 전자의 배열과 이러한 배열들이 변화하는 과정과 관련이 있다. 이것은 이온, 중성 원자로 구성되며, 달리 명시되지 않는 한 원자라는 용어가 이온을 포함하고 있다고 가정할 수 있다. 원자 물리라는 용어는 표준 영어에서 원자력과 핵의 동의어 사용 때문에 원자력과 핵무기와 연관될 수 있다. 물리학자들은 원자핵을 핵과 전자로 구성된 하나의 체계로서 다루는 원자물리학과 원자핵의 핵반응과 특수한 성질을 연구하는 핵물리학을 구별한다. 많은 과학 분야와 마찬가지로, 엄격한 서술은 고도로 고안될 수 있고 원자, 분자, 광학 물리학의 더 넓은 맥락에서 종종 원자 물리학이 고려된다. 물리..