기념일과 여행

안녕하세요. 오늘은 coherence와 incoherence에 대해서 이야기해볼까 합니다. 파동(wave)에서 간섭 (inteference)을 다룰 때 coherence와 incoherence의 개념이 등장합니다. 우선 간섭현상이 발생할 때 파동이 coherence이다 라고 한다면 파동의 간섭무늬가 잘 보이겠구나 라고 생각하면 되고, 파동이 incoherence이다 라고 한다면 파동의 간섭무늬가 잘 보이지 않겠구나 라고 생각하면 됩니다. 파동이 coherence인지 incoherence인지에 따라 어떠한 현상이 발생하는지 알았으니 이제 coherence와 incoherence가 무엇인지 살펴보겠습니다. coherent light를 가지고 설명을 한다면 좀 더 잘 이해 할 수 있을 것입니다. 우선 우리가 ..

전자기학 2020. 12. 26. 22:58

안녕하세요 이번에는 bra-ket 표현방법을 실전에 한번 적용해보도록 하겠습니다. 먼저 아래에 암모니아 분자가 있다고 가정해 봅니다. 그리고 암모니아 분자는 진동, 회전등을 하지 않아 진동과 회전에 의한 상태는 없고 Fig 1에서처럼 대칭인 상태만 존재한다고 가정해 봅시다. 즉 암모니아 분자는 수소원자가 이루는 평면 기준으로 질소원자의 위 혹은 아래 위치에 따른 두 가지 상태밖에 없다고 가정한 상황입니다. 또한 어떠한 외부 에너지 없이 아래 두 상태는 오로지 터널링에 의해서 변한다고 가정하겠습니다. Fig 1의 왼쪽 그림에서 처럼 질소 원자가 수소원자들이 이루는 평면 위에 위치한 상태를 | 1 >, 오른쪽 그림에서 처럼 질소 원자가 수소원자들이 이루는 평면 아래에 위치한 상태를 | 2 >이라고 하겠습니다..

양자역학 2020. 12. 22. 21:55

기전력 (electromotive force)은 모터와 발전기 등에 쓰이는 아주 중요한 개념입니다. 이번 포스팅에서는 기전력에 대해 기초적인 이야기를 해볼까 합니다. Fig 1은 균일한 자기장 영역 위로 지나가는 어떠한 회로의 도선 일부분을 나타낸 그림입니다. 왼쪽 그림에서는 외부에 전원 공급장치가 없어서 도선에 전류가 흐르지 않는다고 가정하겠습니다. 이때 오른쪽 그림과 같이 도선을 오른쪽으로 이동하게 되면 (도선 내부의 단위 전하들이 오른쪽으로 이동하게 되면) 로렌츠 힘(Lorentz's force)이 전하에 작용하여 단위 전하들이 아래쪽 방향으로 힘을 받아 전류가 흐릅니다. 이 상황에서 단위 전하당 작용되는 힘을 도선의 경로를 따라 회로 전체로 적분한 값을 기전력(electromotive force)..

전자기학 2020. 12. 15. 23:06

오늘은 양자역학에서 등장하는 기반 상태 (base state)에 대해서 이야기를 해볼까 합니다. 먼저 기반 상태의 정의는 어떠한 상태를 이루는 더 이상 하위 단계로 분해될 수 없는 상태를 말합니다. 이렇게 말하면 이해가 되지 않기 때문에 직교 좌표계로 예를 들어보겠습니다. 양자역학의 기반상태는 x, y, z 직교 좌표계에서 등장하는 단위 벡터와도 같습니다. x,y,z 직교좌표를 이루는 가장 기본적인 벡터는 x, y, z단위 벡터로 직교 좌표계에서는 단위 벡터를 다른 벡터의 조합으로 표현할 수 없습니다. 그리고 각각의 단위 벡터에 계수를 곱하면 x, y, z 직교 좌표계에서 어떠한 벡터든 표현이 가능합니다. 원점으로부터 점(1, 2, 3)을 가리키는 벡터 A는 단위 벡터와 계수의 조합으로 아래와 같이 표현..

양자역학 2020. 12. 13. 14:24

안녕하세요. 오늘은 두 종류의 힘이 한 물체에 작용하는 문제 하나를 살펴볼까 합니다. 문제는 아래와 같습니다. 문제: 그림 Fig 1은 질량이 m인 막대가 마찰이 없는 레일 위에서 미끄러져 내려가는 모습을 나태내고 있다. 두 레일 사이에 거리는 w이고 빗면의 경사각은 θ이다. 저항의 값은 R이고 균일한 자기장 B가 지면에 수직 방향으로 아래를 향한다. 경사면을 따라 내려오는 막대의 일정한 속력 v는 얼마인가? 막대는 두 가지 힘을 받고 있습니다. 하나는 빗면 위를 미끄러지는 힘과 다른 하나는 로렌츠 힘입니다. 빗면 위를 미끄러지는 힘은 막대가 빗면 위를 미끄러져 내려오고 있으니까 생깁니다. 로렌츠 힘이 막대에 유도되는 과정은 다음과 같습니다. 막대가 미끄러져 내려오면서 막대가 이루는 루프 안에 시간에 따..

문제 2020. 12. 10. 22:42

이번에 소개 할 개념은 전기장 (electric field)를 배울 때 같이 알아두면 좋은 전기선속 (electric flux)의 개념입니다. 전기장은 electric flux로 표현이 될 수 있습니다. flux의 개념은 전자기학 이외에 유체역학 등에서도 등장하는 개념입니다. 우선 flux는 '단위 시간당 표면을 수직으로 통과해 흘러나가는 어떠한 양'으로 정의 됩니다. 만약 어떠한 관에 흐르는 물의 흐름을 flux를 이용해 아래 Fig 1에 나타나 있다고 가정 한다면, Fig 1의 왼쪽 그림에서 물의 수압이 오른쪽 그림보다 약해서 왼쪽 그림에서 물의 흐름이 상대적으로 적은 상황이라고 볼 수 있습니다. 또 다른 가정으로 만약 질소 기체가 관에서 확산되고 있는 모습을 flux를 이용해 Fig 1에 나타나 있..

전자기학 2020. 12. 8. 21:30

두 대전된 평판 (capacitor)에 놓인 전하 (charge)는 왜 어느 위치에나 같은 힘을 받을까? 라는 질문에 '두 대전된 평판내에 형성된 전기장 (electric field)가 어느 위치에서나 같기 때문입니다.' 라고 답변을 하던 도중에 '그렇다면 왜 대전된 평판에서 형성된 전기장의 크기는 거리에 무관할까?' 라는 새로운 질문이 생겨서 여기에 그 답변을 적고자 합니다. 우선 두개의 대전된 평판 도체 중 +로 대전된 평판 도체만 놓고 보도록 하겠습니다. 이 문제를 대전된 무한 평면 도체로 생각해서 적분을 실시하면 수식으로 무한 평면 도체로부터 발생하는 전기장의 크기는 평면과의 거리와 무관하다라는 것을 알 수 있습니다. 그렇다면 왜 전기장이 거리에 무관한 상황이 발생한 것일까요. 결론부터 말하자면 ..

전자기학 2020. 12. 7. 22:40

안녕하세요 오늘은 양자역학의 application 중 하나인 퀀텀닷 (quantum dot) 디스플레이를 통해 그 안에 적용된 양자역학의 원리 중 quantum confinement가 어떻게 적용되었는지 알아보겠습니다. 퀀텀닷 디스플레이는 에너지가 높은 blue 빛을 받은 퀀텀닷 필름이 그 빛을 red, green, blue로 각각 변환시켜 디스플레이를 구현하는 방식입니다. 각각의 퀀텀닷 필름들이 red, green, blue의 빛을 내기 위해서는 필름내에 퀀텀닷의 크기가 매우 중요합니다. 퀀텀닷의 크기로 색을 조절하는 원리는 quantum confinement를 이용해서 설명이 가능합니다. 그러면 quantum confinement가 무엇인지 particle in a box를 통해서 설명해보겠습니다. ..

양자역학 2020. 12. 7. 17:24