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아주대)현대물리학실험 Magnetic field outside a straight conductor 예비2025.01.291. 비오-사바르 법칙 비오-사바르 법칙은 전류가 흐르는 도선 근처의 점에서 자기장의 세기를 계산하는 방법을 설명합니다. 이 법칙에 따르면, 전류 요소가 만드는 자기장의 크기는 전류 요소, 점과의 거리, 그리고 전류 요소와 점 사이의 각도에 의해 결정됩니다. 2. 홀 효과 홀 효과는 자기장 영역 내에서 전류가 흐르는 도체 내부에 전류와 자기장의 방향에 수직인 방향으로 전위차가 발생하는 현상입니다. 이 전위차를 홀 전압이라고 하며, 이를 측정하면 자기장의 세기를 알 수 있습니다. 3. 빛의 양자론 빛의 양자론은 빛이 연속적인 파동이 ...2025.01.29
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과학자들의 업적: 피타고라스, 아인슈타인, 양자역학2025.05.051. 우주론의 발전 우주에 대한 사람들의 주장은 피타고라스학파와 플라톤, 아리스토텔레스로부터 시작되었다. 이들은 별자리와 배의 관측을 근거로 지구가 둥글다고 주장했지만, 당시에는 지구가 우주의 중심이라는 천동설이 지배적이었다. 아리스타르쿠스는 태양이 우주의 중심이고 지구가 태양 주위를 돈다는 주장을 제기했지만 받아들여지지 않았다. 코페르니쿠스의 지동설이 제기되면서 우주관이 변화하기 시작했고, 케플러의 3법칙, 갈릴레오의 망원경 관측 등을 통해 지구가 우주 중심이 아니라는 사실이 밝혀졌다. 2. 상대성이론 갈릴레이가 상대성이론을 처음...2025.05.05
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광전효과 실험보고서2025.05.051. 광전효과 광전효과는 빛이 물질과 상호작용하여 전자를 방출하는 현상이다. 실험에서는 광자의 주파수(에너지)를 일정하게 유지하고, 물질과 광자가 충돌하여 방출된 전자의 운동에너지를 측정한다. 방출되는 전자의 운동에너지는 넓은 분포를 가지는데, 이는 물질과 광자의 상호작용에서 발생하는 다양한 에너지 소실 때문이다. 하지만 전자의 최대 운동 에너지는 광자의 에너지와 물질의 특성에 따라 일정하며, 이 최대 운동 에너지가 광전효과실험에서 중요한 지표로 사용된다. 2. 에너지 단위 변환 전자볼트(eV)는 1개의 전자가 1볼트의 전위에 의해...2025.05.05
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양자지우개 실험을 통한 빛의 파동-입자 이중성 연구2025.11.111. 파동-입자 이중성 Mach-Zehnder 간섭계를 이용하여 빛의 파동성과 입자성을 관찰했다. 빛의 경로에 대한 정보가 있을 때는 입자처럼 행동하여 간섭 패턴이 나타나지 않고, 경로 정보가 없을 때는 파동처럼 행동하여 간섭 패턴이 나타난다. 이는 빛이 상황에 따라 파동과 입자의 특성을 모두 가질 수 있음을 직접 증명한다. 2. 불확정성 원리 하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다. 실험에서 광자의 편광 상태를 통해 경로 정보를 알면 간섭이 사라지고, 경로 정보가 지워지면 간섭이...2025.11.11
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광전 효과 실험을 통한 플랑크 상수 측정2025.11.131. 플랑크의 양자 이론 19세기 플랑크는 방사능 연구에서 진동자가 불연속적인 에너지로 이루어져 있다는 이론을 제시했다. 방사선의 흡수와 방출은 두 에너지 레벨 간의 차이로 발생하며, 이 에너지는 E=hυ 식으로 표현된다. 여기서 h는 플랑크 상수이고 υ는 진동수이다. 이 발견으로 플랑크는 노벨상을 수상했으며, 현대 물리학의 기초가 되었다. 2. 광전 효과와 아인슈타인의 설명 광전자의 방출은 빛이 물질을 때릴 때 물질 내 전자가 방출되는 현상이다. 고전 파동 모델은 빛의 세기가 전자의 최대 운동에너지에 비례한다고 예상했으나, 양자 ...2025.11.13
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방출 및 흡수 스펙트럼 실험2025.11.121. 원자 구조의 발전 원자 개념은 고대 그리스 철학자 데모크리토스부터 시작되었으며, 1808년 돌턴의 원자론, 1897년 톰슨의 전자 발견, 1910년 러더퍼드의 핵 모형, 1913년 보어의 양자화된 궤도 모형으로 발전했다. 현대 원자 모형은 양자역학에 기반하여 전자의 파동함수와 오비탈 개념으로 원자 구조를 설명한다. 2. 보어의 원자 모형과 에너지 양자화 보어는 전자가 핵 주위의 특정한 궤도에서만 움직이며 각 궤도마다 특정한 에너지를 가진다고 주장했다. 전자의 에너지는 E = -2.18×10⁻¹⁸/n² (수소)로 표현되며, 높은...2025.11.12
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수소 원자 스펙트럼 관찰 실험2025.11.121. 수소 원자 스펙트럼 수소 원자의 전자가 에너지 준위 간 전이할 때 방출하는 빛의 파장을 관찰하는 현상. 발머 계열, 라이만 계열 등 다양한 스펙트럼 선이 나타나며, 각 선의 파장은 리드베리 공식으로 계산 가능. 양자역학의 기본 원리를 실증적으로 보여주는 중요한 실험. 2. 에너지 준위 전이 전자가 낮은 에너지 준위에서 높은 에너지 준위로 여기되었다가 다시 낮은 준위로 돌아올 때 에너지 차이만큼의 빛을 방출. 이 과정에서 방출되는 광자의 에너지는 E=hν 관계식을 따르며, 스펙트럼 선의 파장으로 에너지를 계산할 수 있음. 3. ...2025.11.12
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화학혁명과 원자론의 등장, 광학의 발전, 전자기학의 성립, 열 기관의 발전과 열역학의 성립, 19세기 기술의 발전2025.04.271. 화학혁명과 원자론의 등장 화학이란 자연과학의 한 분야로 물질의 성질과 조성, 구조와 그 변화를 다루는 학문이다. 고대부터 원자론을 주장하는 학자들이 있었으며, 이집트와 중국에서는 연금술과 연단술이 발전하였다. 18세기에는 플로지스톤설과 산소이론이 등장하며 화학 혁명이 일어났고, 19세기에는 돌턴의 원자설과 멘델레예프의 주기율표가 등장하였다. 20세기에는 화학 분야에서 비약적인 발전이 있었다. 2. 광학의 발전 빛에 대한 논쟁은 고대부터 존재했으며, 아리스토텔레스, 스넬, 데카르트, 뉴턴 등 많은 학자들이 빛의 본질과 속도, 굴...2025.04.27
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20세기를 바꾼 새로운 과학기술의 등장2025.04.281. 상대성이론 물리학은 고전물리학과 현대물리학으로 나누어 볼 수 있다. 고전물리학은 뉴턴역학과 맥스웰의 전자기학으로 대표할 수 있다. 현대물리학은 아인슈타인의 상대성이론과 보어, 하이젠베르크, 플랑크, 슈뢰딩거, 디락을 위시한 양자론이 있다. 아인슈타인은 상대성 이론에서 빠른속도로 움직이는 세계에서도 빛의 속도는 항상 같은 값이라는 사실을 실마리로 물리학을 이해하였다. 2. 양자론 양자물리학은 물리량의 불연속성이 지배하는 작은 세계를 다루기 위해 성립된 물리학이다. 플랑크는 물체가 흡수하거나 발산하는 에너지는 연속적인 양으로 설명...2025.04.28
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양자역학과 실생활2025.05.091. 양자역학 양자역학은 원자나 아원자 입자와 같은 아주 작은 규모로 물질과 에너지의 행동을 다루는 물리학의 매혹적인 분야이다. 양자역학은 매우 추상적이고 난해한 연구 분야이지만, 우리가 사용하는 기술에서부터 현실의 근본적인 본질을 이해하는 방법에 이르기까지 우리의 일상 생활의 많은 측면에 심오한 결과를 초래한다. 양자역학은 인과관계와 결정론에 대한 우리의 고전적 개념에 도전하며, 양자 입자가 한 번에 여러 상태로 존재할 수 있고 그들의 행동이 확실성보다는 확률에 의해 좌우된다는 특징을 가지고 있다. 2. 양자 컴퓨팅 및 암호화 양...2025.05.09
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