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광운대학교 고체물리 전범위 필기자료

고체물리는 과목 특성상 교수님의 강의만으로는 이해 못하는 부분이 대부분일 것입니다. 그래서 공부하면서 이해하지 못하는 부분을 내가 알 수 있게 필기하는 것이 가장 중요하다고 생각하는 과목입니다. 제 필기를 보시면 이해되지 않는 내용들이 이해되어 내용에 흥미를 느낄 수 있을 것입니다. 고체물리를 포기하지 말고 이해하면서 학습하셨으면 좋겠습니다.
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최초등록일 2023.12.22 최종저작일 2022.06
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광운대학교 고체물리 전범위 필기자료
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    소개

    고체물리는 과목 특성상 교수님의 강의만으로는 이해 못하는 부분이 대부분일 것입니다.
    그래서 공부하면서 이해하지 못하는 부분을 내가 알 수 있게 필기하는 것이 가장 중요하다고 생각하는 과목입니다.
    제 필기를 보시면 이해되지 않는 내용들이 이해되어 내용에 흥미를 느낄 수 있을 것입니다.
    고체물리를 포기하지 말고 이해하면서 학습하셨으면 좋겠습니다.

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    • 1. 고체의 분류
      고체의 분류는 물질의 기본적인 성질을 이해하는 데 매우 중요합니다. 고체는 크게 결정질 고체와 비정질 고체로 나뉘며, 이러한 분류는 원자나 분자의 배열 방식에 따라 결정됩니다. 결정질 고체는 규칙적인 구조를 가지고 있어 녹는점이 명확하고 물리적 성질이 방향에 따라 다르지만, 비정질 고체는 불규칙한 구조로 인해 녹는점이 불명확합니다. 이러한 분류를 통해 우리는 고체의 성질을 예측하고 활용할 수 있으며, 재료 과학과 산업 분야에서 적절한 물질을 선택하는 데 도움이 됩니다.
    • 2. 결정 구조
      결정 구조는 고체의 거시적 성질을 결정하는 미시적 기초입니다. 원자들이 규칙적이고 반복적으로 배열되어 있는 결정 구조는 X선 회절 분석을 통해 규명될 수 있으며, 이를 통해 물질의 성질을 깊이 있게 이해할 수 있습니다. 결정 구조의 종류에 따라 물질의 경도, 전기 전도성, 광학적 성질 등이 크게 달라집니다. 예를 들어 다이아몬드와 흑연은 모두 탄소로 이루어져 있지만 결정 구조가 다르기 때문에 전혀 다른 성질을 보입니다. 따라서 결정 구조의 이해는 신소재 개발과 기존 물질의 성질 개선에 필수적입니다.
    • 3. 비정질 고체
      비정질 고체는 원자나 분자가 불규칙하게 배열되어 있어 장거리 질서가 없는 고체입니다. 유리, 플라스틱, 수지 등이 대표적인 예이며, 이들은 결정질 고체와 달리 명확한 녹는점이 없고 온도에 따라 점진적으로 물성이 변합니다. 비정질 고체는 결정질 고체보다 제조가 용이하고 투명성, 가공성 등에서 우수한 특성을 가지고 있어 실생활에서 광범위하게 사용됩니다. 다만 시간이 지남에 따라 결정화되는 경향이 있어 장기 보관 시 성질 변화가 발생할 수 있습니다. 비정질 고체의 특성을 이해하는 것은 고분자 재료와 유리 산업에서 매우 중요합니다.
    • 4. 결정 격자와 원자 배열
      결정 격자는 결정 구조의 기하학적 틀을 나타내며, 원자들이 이 격자점에 규칙적으로 배열됩니다. 결정 격자는 단위 격자의 반복으로 이루어지며, 단위 격자의 형태와 크기에 따라 결정의 대칭성과 성질이 결정됩니다. 원자 배열의 규칙성은 결정의 거시적 형태인 결정면과 결정축을 결정하며, 이는 결정의 외형적 특징을 나타냅니다. 결정 격자와 원자 배열을 정확히 이해하면 물질의 물리적, 화학적 성질을 예측할 수 있으며, 특히 금속, 반도체, 절연체 등의 전기적 성질 차이를 설명할 수 있습니다. 이는 현대 재료 과학과 나노 기술 발전의 기초가 됩니다.
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