불확정성 원리 말 그대로 전자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없으니, 보어의 원자모형과 같이 특정한 궤도를 도는 것이 아니라 그 주변에 있을 확률이 높다는 식으로 불확정적인 표현을 할 수밖에 없죠. 아예 고전적인 위치, 속도를 가지고서 나타내는 게 불가능해졌죠.
8:20 원자가 붕괴하지 않는 이유에 대해 조금 더 쉅게 설명하자면 하이젠베르크의 불확정성의 원리에 따르면 전자가 원자핵에 가까이 갈수록 위치불확정성이 작아지고 반대로 전자의 운동량불확정성은 커져서 큰값을 가질확률이 커지죠 결국 전자는 원자핵의 인력을 이겨내고 다시 안정적위치로 갈 확률이 높아집니다 이렇게 절묘하게 유지되면서 원자는 붕괴하지 않습니다 다시 말해 불확정성의 원리에 의해 원자는 붕괴하지 않고 안정적 구조를 가집니다 그리고 이것이 현재 우리가 존재할수 있는 이유중 하나이기도 하죠
좋은 영상 잘 보고있습니다. 석군에서 그동안 애매하거나 모르던 것들을 알게되어 항상 감사하게 생각합니다. 한가지 질문드릴게 있습니다. 플라즈마는 원자핵과 전자가 떨어진 상태라고 하는데 이건 어떻게 설명이 가능할까요? 원자핵과 전자가 분리된 상태를 쉽게 상상이 가지 않습니다. 온도가 내려가면 전자가 다시 원자핵과 결합하여 원자를 이루나요? 이때 에너지를 발산하게 되나요? 궁금한게 많은데 혹시 차후에 다루어주실수 있으면 고맙겠습니다.
전하를 띠는 모든 입자는 주변에 전기장을 형성합니다. 전자도 마찬가지입니다. 따라서 전자를 흔들면 전자가 주위에 형성하던 전기장이 같이 흔들리겠죠. 이때 멕스웰 방정식에 따르면, 시간에 따라 변하는 전기장은 항상 시간에 따라 변하는 자기장을 동반합니다. 따라서 전자를 흔들면 전자는 전기장과 자기장의 흔들림을 공간상에 파동처럼 전파합니다.이것을 전자기파라고 합니다. 빛이 바로 전자기파입니다. 원자 속 전자가 도는 모습은 마치 원자핵이 전자를 쥐고 흔드는 것처럼 생각할 수 있습니다. 앞서 전자를 흔들면 전자가 전자기파를 방출한다고 했죠? 전자기파는 에너지를 가지고 있기 때문에 원자에 의해 흔들리는 전자는 전자기파를 계속 방출하면서 에너지를 잃게 되고 빠른 시간 내에 원자핵으로 다이빙합니다. 이것이 원자 속에서 전자가 안정적으로 존재할 수 없는 이유입니다.
양자역학이 이 안정성을 어떻게 해결하는지 말씀드리면, 전자가 원자핵에 다이빙 하다보면 전자의 위치 불확정성이 매우 작아질 것입니다. 불확정성 원리에 따라, 전자의 위치 불확정성이 작아지면서 전자의 운동량 불확정성이 매우 커지게 되고, 이것은 오히려 전자를 바깥으로 밀어내는 효과를 만들어냅니다. 전자가 아무리 원자핵에 가까워지려고 해도 가까워지지 못하게 되는데, 이 영상에서 말하는 장벽이 이것을 의미합니다. 영상의 설명을 정확히 이해하려면 푸리에 변환을 이해하고 있어야 하다보니 조금 어려우실 수 있을 것 같네요. 엄밀한 설명을 하자면, 전자는 원자 속에서 항상 어떤 양자 상태에 머무릅니다. 외부에서 전자를 건드리지 않는 한 전자가 머물고 있는 양자 상태가 절대 변하지 않는다는 것을 슈뢰딩거 방정식이 이야기 해줍니다. 이것이 전자가 원자 속에서 안정적으로 존재하는 이유입니다. 외부에서 원자를 건드리다는 것의 의미는, 예를 들어 원자에 빛을 쏘는 것입니다. 이렇게 되면, 특정 양자상태에 머무르던 전자가 높은 양자 상태로 전이한다고 고등학교 때 배웠을 것입니다. 이렇게 외부에서 전자를 건드려아만 특정 양자 상태에 안정적으로 머무르던 전자가 자리에서 일어나 움직이기 시작합니다. 그러나 바닥상태에서 벗어나 들뜬 전자는 마치 외부에서 건드리지 않았는데도 빛을 방출하면서 바닥상태로 내려온다고 배웠을 텐데, 양자장론에 의해 이것도 결국 진공에 존재하는 전자기장의 양자요동이 전자를 건드리면서 발생하는 현상으로 생각되고 있습니다. 결론적으로 전자의 상태를 변화시키려면 외부에서 전자를 건드려줘야만 합니다. 그렇지 않는 한 전자는 안정적으로 특정 양자상태에 앉아있습니다.
과학을 잘 모르는 문과생이 질문 있습니다 불확정성의 원리가 전자를 측정하는 기술적 물리적 한계로 전자 구름으로 표현한 거라면 실제는 전자가 궤도를 가지고 있는지, 특정 위치에 존재하는지와는 별개로 측정과 표현의 한계로 전자 구름 형태로 표현하는지 아니면 전자가 진짜 전자 구름 형태로 있다는 말인지 궁금했습니다.
실제로 전자가 특정한 좌표에 있는데 우리가 그걸 알수가 없는게 아니라, 자연의 근본적인 성질로써 전자의 위치가 정확히 특정되지 않는다는게 정확한겁니다. 그래서 상대성이론은 공부하면 누구나 이해할 수 있지만 양자역학은 아무도 이해할 수 없다고 양자역학 가지고 노벨상 탄 사람이 말한거죠. 이해라는거 자체가 우리가 경험을 통해 반복적으로 체험한 것으로 납득하는건데, 양자역학적인 특성은 우리의 실생활 경험 범위에서는 전혀 접할 수 없는 현상이라 이해가 아니라 사실로써 받아들여야 하는 부분입니다.
전자가 구름 형태로 있다고 하는 것도 틀린 표현이고, 전자가 존재할 확률이 공간상에 퍼져있는걸 구름으로 표현한겁니다. 전자의 위치를 파악하기 위해 뭔가를 하면 확률적으로 그 중에 한 곳에 나타나는 식으로 사용할 수 있습니다. 구름이 옅은 곳은 거기에 있을 확률이 낮은거고 구름이 진하면 거기에 있을 확률이 높은거죠. 하지만 윗 댓글에 썼다시피 그렇다고 전자가 그 구름 중 어딘가에 확실히 존재하는데 우리가 모르는게 아니라, 그런 모호한 상태로 존재하는게 현실이라는 뜻입니다. 그런 모호한게 어딨냐고 하면 그게 우리가 경험해본적이 없는 미시세계에서 나타나는 현상인거고, 그래서 우리가 직관적으로는 이해할 수 없고 수학적으로만 다룰 수 있는 부분인겁니다. 이 댓글 내용중에 윗 댓글과 충돌하는걸로 보이는 부분은, 윗 댓글에서는 전자가 특정 좌표를 가지지 못한다고 했는데 이 댓글에서는 위치를 알아낸다고 표현했습니다. 위치를 절대 알수 없는게 아니라, 위치를 정확히 알수록 전자의 운동량, 즉 속도를 부정확하게 알게 되는겁니다. 영상 내용에 나온 불확정성 원리에 따라 위치를 정확히 알 수 있는 방법은 있는데 그만큼 속도를 모르게 되는 식으로 한쪽은 알아낼 수 있는거죠. 반대로 구름형태로 위치를 모호하게 알고 있는 상황에서는 전자의 속도는 비교적 정확하게 알게 되는겁니다. 왜 위치가 아닌 속도가 중요하냐면, 전자의 속도는 전자의 에너지와 관계되어 있고 우리(전자를 다루는 사람들)가 관심 있는게 전자의 에너지이기 때문입니다. 그래서 특정 에너지를 가지는 전자의 상태를 알고 싶기 때문에 그 상태에서 전자의 위치는 정확히 알 수 없으니 확률분포라는 구름 형태로 표현하게 되는겁니다.
맥스웰 방정식을 이용하면 알 수 있습니다. 맥스웰 방정식은 4개의 식으로 이루어져 있는데 그 중 하나의 식이 (전기장의 회전) = - (자기장을 시간에 대해서 미분한 값) 입니다. 전기장의 회전도 벡터이고 자기장을 시간에 대해서 미분한 값도 벡터입니다. 우변의 벡터의 방향은 자기장의 방향과 나란하고 좌변의 전기장의 회전은 전기장의 방향에 수직입니다. 위 식을 보면 자기장의 방향과 전기장에 수직인 벡터가 나란하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 전기장과 자기장 벡터의 방향은 서로 수직입니다. 회전은 curl이라고 부르는 연산자인데 댓글로 설명하긴 어렵고 대학 미적분학에 나오는 벡터 미적분을 아셔야 설명을 이해하실 수 있을 것 같습니다.
재밌네요. 난 솔직히 쉽게 설명하는 것도 좋지만, 그냥 전공자 수준으로 얘기해도 된다고 생각해요. 나 같이 아마추어라도 수학적 속내를 들여다보고 싶은 사람이 있을거거든요. 내 수준이 높든 낮든 공부해서 이해해보겠다고요. 사실 난 기계공학 전공자고 수학,물리,천문 우주,정치경제철학 종교역사 등등 전반에 관심이 많아요. 파인만 센세가 왜라고 질문할때는 수준이 맞아야한다고 하는데 그냥 설명 해주세요. 알아서 수준 맞춰 볼라니까. 솔직히 논문 다 들여다보고 싶은데 유료야 ㅡㅡ 암튼 다른데보다 좀더 레벨높게 설명하는거 같으니. 믿어보고 우선 구독박습니다.
울퉁불퉁한 지형에 구슬을 놔두면 구슬은 적당히 패인 곳에 쏙 들어가서 안움직이게 됩니다. 전자를 구슬로 생각하면 원자핵은 전자 입장에서 그런 구덩이와 마찬가지입니다. 수학적으로는 구슬의 중력적 위치에너지가 가장 낮은 곳에 구슬이 존재하게 되는거고, 전자는 전자의 에너지가 가장 낮은 곳에 위치하게 됩니다. 그런데 전자가 원자핵과 붙어있으면서(위치가 원자핵 위치로 정확해짐) 전자의 운동량, 즉 속도가 0인(운동량이 0으로 정확해짐) 고전역학적으로 가장 에너지가 낮은 상태에 도달하는건 불확정성 원리에 따라 불가능합니다. (둘 다 정확해질수가 없음) 그래서 전자의 위치가 원자 주변으로 적당히 제약되면서 전자의 속도도 적당히 낮은, 적당히 에너지가 낮은 상태를 유지하게 되는겁니다.
당구공이라고 생각하면됨 그런데 원자핵은 플러스고 전자는 마이너스인 당구공 자석임 그런데 전자는 원자핵 주변에 존재는 하지만 나타날 확률이 높은곳과 낮은곳이 따로 있어서 나타날 확률을 색깔로 표현하면 오비탈 구름처럼됨 그런데 이게또 확률 이므로 0프로가 아니면 언젠가는 원자핵 가까운 주변에서 전자가 나타날수도 있음 그러면 원자핵과 전자 사이에 인력이 작용해서 낮은 확률이지만 원자핵과 전자가 지들끼리 합쳐질수도 있다는 내용인거같음 대략 내가 이해한 내용임 참고하셈
그렇게 생각하실 수 있습니다. 위대한 물리학자인 러더퍼드도 그렇게 생각했고요. 그런데 정지 위성과 전자의 원운동은 차이가 있습니다. 원운동은 기본적으로 가속도 운동입니다. 가속 운동하는 전하를 띤 입자는 전자기파를 방출하게 되어 있습니다. 전기력선 변화로 설명할 수 있는데 자세한 건 Hecht 광학 교재를 참조하시면 될 것 같습니다. 전자가 원운동 한다면 전자는 전자기파를 방출하면서 에너지를 잃고 원자핵과 충돌 해야합니다. 이것은 사실과 부합하지 않고 많은 물리학자들이 이 문제에 대해 고심했습니다. 여기에 대안을 내놓은 것이 보어입니다.
좋은 설명 감사합니다. 하지만 저 같은 일반인(비 전공자)가 보기에는 내용이 조금 어렵네요. 비유를 하자면, 쉽게 설명 하는 듯 하다가 중간을 건너뛰고 바로 어려운 결론을 도출해 버린 듯 합니다. 즉 설명의 연결성이 좀 더 있도록 영상을 분리해서라도 차근차근 설명해 주시면 더 좋을 것 같습니다.
언제 한번 아이슈타인의 epr에 관해서도 영상 만들어 주세요. 전 양자얽힘으로 빛보다 빠르게 정보전달이 될 수 있다라고 생각 하지 않는데요 예로 서로 얽혀있는걸 하나는 안드로메다로 보냈고 지구에서 상태를 확인 하면 다른 하나는 그 순간 결정 된다는 조건에서도 보면 그동안 안드로메다로 가고 있는 시간에너지와 안드로메다 어디에 정확히 있다라는 위치에너지까지 고려하면 빛의 에너지 이상으로 써야 그 정보를 알 수 있는거 아닐까요?
불확정의 원리? 솔직히 관측이 안되니 퉁치는거지요. 자. 생각해봅시다. 세슘원자 시계 아시죠? 초당 9백만 정도 진동하나요? 암튼 그게 중요한게 아니고 왜 관측이 안되는지를 먼저 따져야겠죠. 빛이든 뭐든 전자를 교란시키니까. 관측이 제대로 안되는거 아뇨? 그리고 세슘원자 얘기했지만 전자가 원자 주위를 얼마나 빨리 돌겠어요? 그러니 그걸 뭐로 측정할 수 있단 말요? 그러니 우리 생각에선 순간이동, 동시존재 같은 느낌인거요. 그러니까 그냥 퉁칠 수밖에 없다는거요. 현재로서는...난 불확정성의 원리는 뭐 수학적으로 유도가 되었다해도 실험적인게 없기때문에 안 믿습니다. 솔직히 아인슈타인 상대성이론도 중력장에해 공간 휘어지는 정도도 이론치하고 실제치하고 비슷은했지만 달랐자나...개념은 맞으나 뭔가 틀렸거나 빠진거겠지요.
저 내용은 댓글 쓴 분보다 훨씬 공부를 많이 한 고등학생 형들도 이해하기 어려워 하는 내용이에요. 모르는 게 당연한 거예요. 물리학은 지능의 문제가 아니라 그동안의 지식이 얼마나 쌓여있냐가 중요해요. 지능이 상위 1%여도 단계별로 공부를 하지 않으면 이해를 할 수가 없어요. 공부를 꾸준히 열심히 하면 지능 1%가 아니라 저처럼 지능이 안 좋은 사람도 이해할 수 있으니 지금 학년에 해야할 공부를 충실히 하면 좋을 것 같아요. 그리고 나이가 들어서 이 영상을 다시 보면 정말 쉽게, 보기좋게 잘 만들었구나라는 생각이 드실 수도 있을 것 같네요ㅎㅎ
'물리학 발전 역사 지도' 포스터가 제작 완료되었습니다! 아래 링크를 통해 확인하실 수 있습니다.석군얼굴
★석군 쇼핑몰★
seokkun.imweb.me/
실물과 파일 두 종류로 구분해 놓았습니다.
이 지도를 통해 여러분이 즐거운 상상력을 뿜뿜하셨으면 합니다.^^
석군 채널의 양자역학 콘텐츠는 몇 안되는 양자역학 설명 중에서도 톱티어급입니다. 앞으로 원자 모형에 대한 그래픽 설명을 현재의 선형 모습에서 3D로 구현한다면 세계 초일류 콘텐츠가 될 것이고 핵물리학의 대중 보급에 앞장섰으니 노벨물리학상 받아야한다고 저는 생각합니다.
노벨상까지는 오버네요 ㅋㅋㅋㅋ
인정합니다
미국 대선까지도 가능함
세계 대통령까지 가능할듯
감사합니다.
진짜 전세계에 보여줘도 자랑스러울 콘텐츠입니다
눈으로 볼 수 없는 세계를
눈으로 보게 해주는 영상들
항상 감사히 보고 있어요
감사합니다.
감사합니다🤗
좋은 영상 잘 봤어요.
감사합니다^^
중첩, 이제서야 이해 했습니다.. 감사합니다.
늘 좋은 영상 감사합니다
쉬운 내용도 어렵게 설명하거나 잘못된 설명을 하는 사이비들이 많은데 어려운 내용도 쉽게 설명하는 찐 과학 채널!! 응원합니다
차분한 설명이 감명을 주네요. 자주 들리겠습니다.
고딩시간때 배웠던 물리화학 원자의 구조가 이해가 안된 이유를 알았어요. 선생님들도 제대로 이해를 못했던 거 같네요. ㅎㅎ
평소 궁금해하던 내용이어서 반가웠습니다.🎉
좋은 후속작 기대합니다.
오~~ 늘 감사합니다
이 채널은 유익하고 중독성있어요.~~^^
역시! 석군!! 짝짝짝!! 시공간에 관한 영상 너무 흥미롭고 재밋었음. 리마스터해서 올려주세요~~~
3:58 4:46 5:51 행렬과 확률 6:22 7:23 위치특이성으로인한 운동량증가라는 양자역학적 장벽으로인해 전자는 핵으로 떨어지는 대신 9:44
더 안정한 상태로 머문다
DMT PARK와 함께 최고의 과학채널
오알러공식 하앙
늘 봐도 이해가 안되는 양자역학이지만 늘 재미있어요. 이번편도 여러번 복습하겠습니다. 그리고 다음영상 너무 기대되요
다음 영상이 궁금하군요.
건강하세요! 석군님
대박대박~!!^^♡♡
명쾌하고 확실합니다. 이 컨탠츠는 순도 100%의 과학입니다.
따라서 고등학교 수준의 수학, 과학도 통달하지 못한 대부분의 평범한 사람들은
대충 무슨 말하는지는 알겠지만 정확히는 이해할 수 없을 것입니다.
정말 정말 감사합니다. 수학적으로만 설명할 수 있는 이론을 관념적으로 이해하기 쉽지 않은데, 어렴풋이 이해가 되는거 같네요
설명이 매우 깔끔해요
최고의 설명입니다
좋은 영상 만들어주셔서 감사합니다~
감사합니다
This is the best explanation on youtube even though I don’t know Korean
불확정성 원리 말 그대로 전자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없으니, 보어의 원자모형과 같이 특정한 궤도를 도는 것이 아니라 그 주변에 있을 확률이 높다는 식으로 불확정적인 표현을 할 수밖에 없죠. 아예 고전적인 위치, 속도를 가지고서 나타내는 게 불가능해졌죠.
진짜 이해하기 쉬워졌네요.
영상 편집과 설명이 너무 이해하기 쉽고 좋아 옛날 영상도 다시 듣고 있습니다.
이어서 스핀의 탄생에 대해서도 다루어지면 감사하겠습니다. 🎉
이분영상은 수많은 양자 역학 영상중 가장 직관 적이고 쉬움 내가 학생때 이분 영상 봤으면이과 갔을텐데
양자역학 이용한 양자컴퓨터입니다 파동 형태 중첩되어 1,0 안에 같이 확률 존재한다 반도체 공정 1nm 이하로 가면 양자역학으로 전기적 흐름으로 전자공학적 전기 특성 부품 오동작 자기마음대로 여기저기 신출귀물 현상이 나옴
추천합니다. 감사합니다.
감사합니다
퀄리티 굿 👍
8:20 원자가 붕괴하지 않는 이유에 대해 조금 더 쉅게 설명하자면
하이젠베르크의 불확정성의 원리에 따르면 전자가 원자핵에 가까이 갈수록 위치불확정성이 작아지고 반대로 전자의 운동량불확정성은 커져서 큰값을 가질확률이 커지죠 결국 전자는 원자핵의 인력을 이겨내고 다시 안정적위치로 갈 확률이 높아집니다 이렇게 절묘하게 유지되면서 원자는 붕괴하지 않습니다
다시 말해 불확정성의 원리에 의해 원자는 붕괴하지 않고 안정적 구조를 가집니다
그리고 이것이 현재 우리가 존재할수 있는 이유중 하나이기도 하죠
감사합니다!
유익한 영상 감사합니다. 방정식을 이해할 수 있는 영상도 부탁합니다.
이모티콘 짠!
역시 석군
양자얽힘에 대해 시간으로 해석하는 의견이 있던데 어떻게 생각하시는지요?
비국소성을 양자세계에서 시간이 흐르지 않는 순간 즉 0으로 생각해서 해석하던데 혹시 의견이 있으신지요
2:02 맥스웰 방정식에서 세 번째 식에 오타가 있습니다. 좌측의 식이 전기장에 대한 모습으로 바뀌어야 합니다.
헉 오타… 감사합니다ㅠㅠ
너무 흥미롭군요. 이해하지 못했지만요.
멋졍... 돌멩이
감사합니다. 양자컴퓨터가 생산된다면 양자중첩 현상은 존재한다는 방증이 되는건가요?
8:05 최종 현대 원자 모형
10:10 이 상호작용은 뭐라고 하나요? 영상 제작중이라 스포가 불가능하다면 다음인지, 다다음인지라도 말해주실수 있나요?
과묵하게 하트만 누르고 가기 약오르네 ㅋㅋ...
전자의 터널링에 의한 원자핵 붕괴로 강력을 설명하시려나 봅니다👍
@@paulkim9428 감사합니다
나는 옳았다.
질문요1) 숲이 많아지면 지구 무게가 늘어날까요?
질문2) 인구수가 늘어나면 지구무게가 늘어날까요?
일단 좋아요 댓 달고 일끝나고 다시 오겠습니다
좋은 영상 잘 보고있습니다. 석군에서 그동안 애매하거나 모르던 것들을 알게되어 항상 감사하게 생각합니다. 한가지 질문드릴게 있습니다.
플라즈마는 원자핵과 전자가 떨어진 상태라고 하는데 이건 어떻게 설명이 가능할까요? 원자핵과 전자가 분리된 상태를 쉽게 상상이 가지 않습니다. 온도가 내려가면 전자가 다시 원자핵과 결합하여 원자를 이루나요? 이때 에너지를 발산하게 되나요? 궁금한게 많은데 혹시 차후에 다루어주실수 있으면 고맙겠습니다.
미쳤다 너무 좋아요 진짜...
왜 전자는 원자핵 속으로 떨어지지 못하는 거죠? 영상을 여러번 봐도 아직 이해되지 안되네요..ㅠ 원자핵에 존재하는 전자가 불안정 하다고 말씀 하셨는데 구체적으로 왜 불안정 해지는 건가요? 운동량은 왜 높아지는 거고요?
전하를 띠는 모든 입자는 주변에 전기장을 형성합니다. 전자도 마찬가지입니다. 따라서 전자를 흔들면 전자가 주위에 형성하던 전기장이 같이 흔들리겠죠. 이때 멕스웰 방정식에 따르면, 시간에 따라 변하는 전기장은 항상 시간에 따라 변하는 자기장을 동반합니다. 따라서 전자를 흔들면 전자는 전기장과 자기장의 흔들림을 공간상에 파동처럼 전파합니다.이것을 전자기파라고 합니다. 빛이 바로 전자기파입니다.
원자 속 전자가 도는 모습은 마치 원자핵이 전자를 쥐고 흔드는 것처럼 생각할 수 있습니다. 앞서 전자를 흔들면 전자가 전자기파를 방출한다고 했죠? 전자기파는 에너지를 가지고 있기 때문에 원자에 의해 흔들리는 전자는 전자기파를 계속 방출하면서 에너지를 잃게 되고 빠른 시간 내에 원자핵으로 다이빙합니다. 이것이 원자 속에서 전자가 안정적으로 존재할 수 없는 이유입니다.
양자역학이 이 안정성을 어떻게 해결하는지 말씀드리면, 전자가 원자핵에 다이빙 하다보면 전자의 위치 불확정성이 매우 작아질 것입니다. 불확정성 원리에 따라, 전자의 위치 불확정성이 작아지면서 전자의 운동량 불확정성이 매우 커지게 되고, 이것은 오히려 전자를 바깥으로 밀어내는 효과를 만들어냅니다. 전자가 아무리 원자핵에 가까워지려고 해도 가까워지지 못하게 되는데, 이 영상에서 말하는 장벽이 이것을 의미합니다. 영상의 설명을 정확히 이해하려면 푸리에 변환을 이해하고 있어야 하다보니 조금 어려우실 수 있을 것 같네요.
엄밀한 설명을 하자면, 전자는 원자 속에서 항상 어떤 양자 상태에 머무릅니다. 외부에서 전자를 건드리지 않는 한 전자가 머물고 있는 양자 상태가 절대 변하지 않는다는 것을 슈뢰딩거 방정식이 이야기 해줍니다. 이것이 전자가 원자 속에서 안정적으로 존재하는 이유입니다. 외부에서 원자를 건드리다는 것의 의미는, 예를 들어 원자에 빛을 쏘는 것입니다. 이렇게 되면, 특정 양자상태에 머무르던 전자가 높은 양자 상태로 전이한다고 고등학교 때 배웠을 것입니다. 이렇게 외부에서 전자를 건드려아만 특정 양자 상태에 안정적으로 머무르던 전자가 자리에서 일어나 움직이기 시작합니다. 그러나 바닥상태에서 벗어나 들뜬 전자는 마치 외부에서 건드리지 않았는데도 빛을 방출하면서 바닥상태로 내려온다고 배웠을 텐데, 양자장론에 의해 이것도 결국 진공에 존재하는 전자기장의 양자요동이 전자를 건드리면서 발생하는 현상으로 생각되고 있습니다. 결론적으로 전자의 상태를 변화시키려면 외부에서 전자를 건드려줘야만 합니다. 그렇지 않는 한 전자는 안정적으로 특정 양자상태에 앉아있습니다.
플랭크 상수에 대해서 좀 부탁드립니다.
혹시 이런 영상은 어떤 툴로 만드는지 알 수 있을까요?
고체물리학도 부탁드립니다😢
전자의 파동성 때문으로만 알고 있었는데, 첫 번째 전자껍질의 반지름을 결정하는 건 양자역학적 장벽 때문이겠군요.
궁금한게 있습니다. 전자가 원자핵을 만나 원자핵과 결합 할때 에너지를 전자기파의 형태로 방출하는데, 그때도 매우 조금이나마 질량결손이 발생 한다고 했었죠. 그럼 원자핵 입장에선 결합하기 전 전자가 정지 질량이 아니었던건가요?
전자포획 및 양의베타붕괴로 생기는 엑스 감마선은 질량없는 에너지파이고 질량결손 없습니다. 이 에너지는 원자핵이 여기 상태라 안정될려고 방출되는거에요
@@빵빵-s5l 제가 "결합"이라 한것은 전자가 원자핵 주변 궤도로 떨어져 원자를 형성한다는 뜻이었습니다. 이런 상황에서도 질량결손은 발생하지 않나요?
@@빵빵-s5l 더해서, 태양질량의 29배 질량의 블랙홀과 36배의 블랙홀이 서로 공전하다 중력파의 형태로 태양질량 3개분의 에너지를 잃으면서 태양질량 62배의 블랙홀이 된것도 질량결손으로 해석해도 되나요? 아니라면 어떤 부분에서 무리가 있나요?
우리가사는 나선 은하와 비슷하게 보이내요.
과학을 잘 모르는 문과생이 질문 있습니다
불확정성의 원리가 전자를 측정하는 기술적 물리적 한계로 전자 구름으로 표현한 거라면
실제는 전자가 궤도를 가지고 있는지, 특정 위치에 존재하는지와는 별개로
측정과 표현의 한계로 전자 구름 형태로 표현하는지
아니면 전자가 진짜 전자 구름 형태로 있다는 말인지 궁금했습니다.
실제로 전자가 특정한 좌표에 있는데 우리가 그걸 알수가 없는게 아니라, 자연의 근본적인 성질로써 전자의 위치가 정확히 특정되지 않는다는게 정확한겁니다. 그래서 상대성이론은 공부하면 누구나 이해할 수 있지만 양자역학은 아무도 이해할 수 없다고 양자역학 가지고 노벨상 탄 사람이 말한거죠. 이해라는거 자체가 우리가 경험을 통해 반복적으로 체험한 것으로 납득하는건데, 양자역학적인 특성은 우리의 실생활 경험 범위에서는 전혀 접할 수 없는 현상이라 이해가 아니라 사실로써 받아들여야 하는 부분입니다.
전자가 구름 형태로 있다고 하는 것도 틀린 표현이고, 전자가 존재할 확률이 공간상에 퍼져있는걸 구름으로 표현한겁니다. 전자의 위치를 파악하기 위해 뭔가를 하면 확률적으로 그 중에 한 곳에 나타나는 식으로 사용할 수 있습니다. 구름이 옅은 곳은 거기에 있을 확률이 낮은거고 구름이 진하면 거기에 있을 확률이 높은거죠. 하지만 윗 댓글에 썼다시피 그렇다고 전자가 그 구름 중 어딘가에 확실히 존재하는데 우리가 모르는게 아니라, 그런 모호한 상태로 존재하는게 현실이라는 뜻입니다. 그런 모호한게 어딨냐고 하면 그게 우리가 경험해본적이 없는 미시세계에서 나타나는 현상인거고, 그래서 우리가 직관적으로는 이해할 수 없고 수학적으로만 다룰 수 있는 부분인겁니다.
이 댓글 내용중에 윗 댓글과 충돌하는걸로 보이는 부분은, 윗 댓글에서는 전자가 특정 좌표를 가지지 못한다고 했는데 이 댓글에서는 위치를 알아낸다고 표현했습니다. 위치를 절대 알수 없는게 아니라, 위치를 정확히 알수록 전자의 운동량, 즉 속도를 부정확하게 알게 되는겁니다. 영상 내용에 나온 불확정성 원리에 따라 위치를 정확히 알 수 있는 방법은 있는데 그만큼 속도를 모르게 되는 식으로 한쪽은 알아낼 수 있는거죠. 반대로 구름형태로 위치를 모호하게 알고 있는 상황에서는 전자의 속도는 비교적 정확하게 알게 되는겁니다. 왜 위치가 아닌 속도가 중요하냐면, 전자의 속도는 전자의 에너지와 관계되어 있고 우리(전자를 다루는 사람들)가 관심 있는게 전자의 에너지이기 때문입니다. 그래서 특정 에너지를 가지는 전자의 상태를 알고 싶기 때문에 그 상태에서 전자의 위치는 정확히 알 수 없으니 확률분포라는 구름 형태로 표현하게 되는겁니다.
뭐야 이 채널 다시 가동하는구나ㅠㅠㅠ
원자핵과의 전기적 인력과, 가까워질수록 파동이 짧아져 에너지가 높아지는 전자의 불안전성이 타협을 본 위치가 전자의 궤도라고 이해하는 것은 괜찮을까요?
원자핵과 가까워질수록 전자의 위치 불확정성이 작아지면서 전자의 속도 불확정성이 커지게 됩니다. 즉, 전자가 원자핵에 가까워질수록 전자가 가만히 있지 못하고 요동치면서 벗어나려는 효과와 전기적 인력이 타협을 보는 것입니다.
전자기파가 자기장과 전기장이 90도로 직교교하는 이유나 원리가 궁금합니다.
맥스웰 방정식을 이용하면 알 수 있습니다. 맥스웰 방정식은 4개의 식으로 이루어져 있는데 그 중 하나의 식이
(전기장의 회전) = - (자기장을 시간에 대해서 미분한 값)
입니다. 전기장의 회전도 벡터이고 자기장을 시간에 대해서 미분한 값도 벡터입니다.
우변의 벡터의 방향은 자기장의 방향과 나란하고 좌변의 전기장의 회전은 전기장의 방향에 수직입니다.
위 식을 보면 자기장의 방향과 전기장에 수직인 벡터가 나란하다는 것을 알 수 있습니다.
따라서 전기장과 자기장 벡터의 방향은 서로 수직입니다.
회전은 curl이라고 부르는 연산자인데 댓글로 설명하긴 어렵고 대학 미적분학에 나오는 벡터 미적분을 아셔야 설명을 이해하실 수 있을 것 같습니다.
석군아 기다리고 있었다고
우와 다음은 약력인가요? 옛날 핵력 할때 부터 기대하고 있었어요 ㅎㅎ
참 좋은 영상입니다. 원자에 대한 이해가 높아졌어요.
전자는 무한궤도일까요? 시작과 끝의 주기성이 밝혀진다면, 정확한 위치가 나오지 않을까요?
재밌네요. 난 솔직히 쉽게 설명하는 것도 좋지만, 그냥 전공자 수준으로 얘기해도 된다고 생각해요. 나 같이 아마추어라도 수학적 속내를 들여다보고 싶은 사람이 있을거거든요. 내 수준이 높든 낮든 공부해서 이해해보겠다고요. 사실 난 기계공학 전공자고 수학,물리,천문 우주,정치경제철학 종교역사 등등 전반에 관심이 많아요. 파인만 센세가 왜라고 질문할때는 수준이 맞아야한다고 하는데 그냥 설명 해주세요. 알아서 수준 맞춰 볼라니까. 솔직히 논문 다 들여다보고 싶은데 유료야 ㅡㅡ 암튼 다른데보다 좀더 레벨높게 설명하는거 같으니. 믿어보고 우선 구독박습니다.
다음 내용은 중성자 이군요
석군님의 새 영상이라니 귀하군요
돌아온석군..
어려워 3번더봐야지
전자가 따! 붙으면 과연 뭘까요? 다음 영상 기대!
그 조그만 전자 자체가 뭐길래 빛도 만들고 전류도 만들고 온갖 물질의 기본 입자 중 하나일까요? 빛이 뭔지도 모르겠는 사람 씀. 인류는 전자를 잘못 이해하고 있지나 않을까?! 으휴, 물리 다시 공부할 수도 없고...
9:00 부터 원자핵에 가까이 범위를 좁히면 높은(불안정한)운동량을 가지기에 (편의상)장벽이 생긴다라고 표현했는데 위치를 어디로 좁히던 마찬가지가 아닌가요? 그렇다면 안정적인 궤도가 어떻게 설명되는건지 궁금합니다. 꼭 원자핵을 포함해야 하는건가요?
궤도이론은 기존 모형들의 문제점을 보완할 수 없기에 안정적인 궤도 자체가 없다는 겁니다. 핵의 인력과 장벽사이에 균형을 이루는 공간에 전자들의 중첩된 확률구름 집합이 있는 것입니다. 전자들간 척력과 배타원리에 의해 그 모양은 달리하죠.
불안정이란 확률의 희박함으로 이해하면 그 장벽이란 거기에 존재할 확률이 0에 수렴한다는 의미 아닐까요?
울퉁불퉁한 지형에 구슬을 놔두면 구슬은 적당히 패인 곳에 쏙 들어가서 안움직이게 됩니다. 전자를 구슬로 생각하면 원자핵은 전자 입장에서 그런 구덩이와 마찬가지입니다. 수학적으로는 구슬의 중력적 위치에너지가 가장 낮은 곳에 구슬이 존재하게 되는거고, 전자는 전자의 에너지가 가장 낮은 곳에 위치하게 됩니다. 그런데 전자가 원자핵과 붙어있으면서(위치가 원자핵 위치로 정확해짐) 전자의 운동량, 즉 속도가 0인(운동량이 0으로 정확해짐) 고전역학적으로 가장 에너지가 낮은 상태에 도달하는건 불확정성 원리에 따라 불가능합니다. (둘 다 정확해질수가 없음) 그래서 전자의 위치가 원자 주변으로 적당히 제약되면서 전자의 속도도 적당히 낮은, 적당히 에너지가 낮은 상태를 유지하게 되는겁니다.
❤
사실 모르겠음
당구공이라고 생각하면됨
그런데 원자핵은 플러스고
전자는 마이너스인 당구공 자석임
그런데 전자는 원자핵 주변에 존재는
하지만 나타날 확률이 높은곳과
낮은곳이 따로 있어서 나타날 확률을
색깔로 표현하면 오비탈 구름처럼됨
그런데 이게또 확률 이므로 0프로가
아니면 언젠가는 원자핵 가까운 주변에서
전자가 나타날수도 있음 그러면
원자핵과 전자 사이에 인력이 작용해서
낮은 확률이지만 원자핵과 전자가
지들끼리 합쳐질수도 있다는
내용인거같음
대략 내가 이해한 내용임 참고하셈
관측전에는 파동의 성질을 나타냄
관측하면 입자의 성질을 나타냄
유익하고 질좋은 영상이네요.
Kurzgesagt이상의 영상질과
Veritasium이상의 유익함,
구독자가 1000만명은 가뿐히
되야할것 같은데...
오... 이건 놀라울정도로 다음 내용이 기대되네요... 양자학적 장벽... 와우.. 극히 적은 확률이지만 이 장벽을 넘어서서 양성자?와 작용을 일으키면 어떻게 되는거지??? ㄷㄷㄷ
동위원소만드나?
아니다 양성자 사라지면서 원소바뀔듯
브로이 아니고 드 브로이! 영어식에서 오 설리반처럼 같이 써야 함. 그런 언어적인걸 모른다해도 그냥 어릴적 한국에서 드브로이로 배웠을텐데....
저도 물리학 전공자인데 지금까지 드보르이라고 잘못 생각하고 있었네요;;
@@문영제-z4z 드브로이가 맞아요. 성씨 앞에 영어로 o(of) 나 독어나 네덜란드의 von이나 van 불어 등의 de 등을 붙여 xxxx 집안의 라는 표현인데 지금은 성씨를 부를 때 저 전치사를 분리하지 않고 부릅니다. 일체화 된거죠.
7:16 아 여기서 놓쳤다..
반도체 학과였지만 지금도 이해못함. 고체물리의 기본 알파이자 오메가인 슈뢰딩거 파동방정식과 양자 역학...
다시봐도 모르겠음. 그냥 외웠음. 저걸 이해하는 사람이 몇있을까 항상궁금함. 교수들중에도 이해 못하고 외운 사람 천지일듯
파인만이 얘기 했죠. 아무도 없다고.
수학은 암기죠 뭐. ㅋ
슈뢰딩거 방정식을 풀 줄 아시면 그것이 양자역학을 이해한것입니다.
정지 위성 처럼 전자는 속도 때문에 핵으로 떨어지지 않음.
전자기파를 내놔야돼서 떨어진대자나요~
혹시 성함이 러더퍼드신가요
그렇게 생각하실 수 있습니다. 위대한 물리학자인 러더퍼드도 그렇게 생각했고요. 그런데 정지 위성과 전자의 원운동은 차이가 있습니다.
원운동은 기본적으로 가속도 운동입니다. 가속 운동하는 전하를 띤 입자는 전자기파를 방출하게 되어 있습니다. 전기력선 변화로 설명할 수 있는데 자세한 건 Hecht 광학 교재를 참조하시면 될 것 같습니다.
전자가 원운동 한다면 전자는 전자기파를 방출하면서 에너지를 잃고 원자핵과 충돌 해야합니다. 이것은 사실과 부합하지 않고 많은 물리학자들이 이 문제에 대해 고심했습니다. 여기에 대안을 내놓은 것이 보어입니다.
좋은 설명 감사합니다. 하지만 저 같은 일반인(비 전공자)가 보기에는 내용이 조금 어렵네요. 비유를 하자면, 쉽게 설명 하는 듯 하다가 중간을 건너뛰고 바로 어려운 결론을 도출해 버린 듯 합니다. 즉 설명의 연결성이 좀 더 있도록 영상을 분리해서라도 차근차근 설명해 주시면 더 좋을 것 같습니다.
언제 한번 아이슈타인의 epr에 관해서도 영상 만들어 주세요. 전 양자얽힘으로 빛보다 빠르게 정보전달이 될 수 있다라고 생각 하지 않는데요 예로 서로 얽혀있는걸 하나는 안드로메다로 보냈고 지구에서 상태를 확인 하면 다른 하나는 그 순간 결정 된다는 조건에서도 보면 그동안 안드로메다로 가고 있는 시간에너지와 안드로메다 어디에 정확히 있다라는 위치에너지까지 고려하면 빛의 에너지 이상으로 써야 그 정보를 알 수 있는거 아닐까요?
불확정의 원리? 솔직히 관측이 안되니 퉁치는거지요. 자. 생각해봅시다. 세슘원자 시계 아시죠? 초당 9백만 정도 진동하나요? 암튼 그게 중요한게 아니고 왜 관측이 안되는지를 먼저 따져야겠죠. 빛이든 뭐든 전자를 교란시키니까. 관측이 제대로 안되는거 아뇨? 그리고 세슘원자 얘기했지만 전자가 원자 주위를 얼마나 빨리 돌겠어요? 그러니 그걸 뭐로 측정할 수 있단 말요? 그러니 우리 생각에선 순간이동, 동시존재 같은 느낌인거요. 그러니까 그냥 퉁칠 수밖에 없다는거요. 현재로서는...난 불확정성의 원리는 뭐 수학적으로 유도가 되었다해도 실험적인게 없기때문에 안 믿습니다. 솔직히 아인슈타인 상대성이론도 중력장에해 공간 휘어지는 정도도 이론치하고 실제치하고 비슷은했지만 달랐자나...개념은 맞으나 뭔가 틀렸거나 빠진거겠지요.
스포 : 전자가 양성자와 만나면 중성자가 되겠네 ~ 메롱
3:07 v(속도) ㅇㅈㄹ ㅋㅋ
그러게요.. 저도 처음에 이상함을 느꼈네요
피시방 10신줄
개어렵다
초등생이 볼때 너무어려워서 하나도 모르겠음
사실 대한민국국민90%의 지능은 초등6학년 수준에 머물러있음
상위1%의 지능을 가진 내가 어렵다고 느껴질정도면 영상보는사람 대부분 더어렵게 느껴질듯
게다가 재미도 없고
저 내용은 댓글 쓴 분보다 훨씬 공부를 많이 한 고등학생 형들도 이해하기 어려워 하는 내용이에요. 모르는 게 당연한 거예요.
물리학은 지능의 문제가 아니라 그동안의 지식이 얼마나 쌓여있냐가 중요해요. 지능이 상위 1%여도 단계별로 공부를 하지 않으면 이해를 할 수가 없어요.
공부를 꾸준히 열심히 하면 지능 1%가 아니라 저처럼 지능이 안 좋은 사람도 이해할 수 있으니 지금 학년에 해야할 공부를 충실히 하면 좋을 것 같아요. 그리고 나이가 들어서 이 영상을 다시 보면 정말 쉽게, 보기좋게 잘 만들었구나라는 생각이 드실 수도 있을 것 같네요ㅎㅎ
@@saekkeunbbakkeun-tt3ge 졸업했어요 학교는이제안다님
정말이지 말입니다
너무 재미있고 알기 쉽게 이야기 해줘서 감사해요
근데 전 이해 못함...ㅜㅜ
근데 왜 전 자꾸 자주 볼까요 ???
우리가 가시적으로 볼수 있는 행성계의 모양
그리고 자연계를 이루는 원리인 프렉탈을 보면 레더퍼드의 원자론이 가장 타당성이 있어보입니다
그렇게 생각하는 건 그건 본인의 과학적 지식이 100년 전의 과학까지만 이해할 수 있기 때문일 것입니다.
러더퍼드의 원자론은 그 시대엔 정론이었지만 지금의 양자론을 담아내기엔 한계가 명확합니다.
깊이 생각할수록 그 깊이는 더욱 깊어지는것이 진리와 가까워지는 일인가... 아니면 공상일뿐일까...
이걸 고등학교 지식수준으로 이해가능하게 설명하는거에 감탄하고 갑니다... 다음편은 전자포획 베타붕괴인건가?..
1등~
베타붕괴인가요?
탁구아냐
쉽게설명하는데도 이해가안되네ㅠ