¾çÀÚ·Ð |
|
|
|
ºûÀÇ µÎ ¾ó±¼
|
±¤·®ÀÚ¼³ ºûÀÇ º»¼ºÀÌ Æĵ¿ÀÌ´Ù ÀÔÀÚ´Ù ÇÏ´Â ±ä ³í¶õÀº 1905³â ³¡À̳µ´Ù. ¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀº ºûÀ» ÀÔÀÚ·Î º¸°í ±¤ÀüÈ¿°ú¸¦ Á¤È®ÇÏ°Ô ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ¾ú°í, µû¶ó¼ °£¼·À̳ª ȸÀý Çö»óÀ» ÀÏÀ¸Å°´Â Æĵ¿ÀÇ ¼º°Ý°ú ±¤ÀüÈ¿°ú³ª ÄÞÇÁÅæ È¿°ú¿¡¼Ã³·³ Ãæµ¹À» ÀÏÀ¸Å°´Â ÀÔÀÚÀÇ ¼º°ÝÀ» µ¿½Ã¿¡ °®°í ÀÖ´Â °ÍÀ¸·Î ŸÇùÀÌ ÀÌ·ç¾î Áö°Ô µÈ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ µÎ °¡ÁöÀÇ ¼·Î »óÃæµÇ´Â ¹°¸®ÀûÀÎ ¼º°ÝÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Â °ÍÀ» ¾î¶»°Ô ¹Þ¾Æµé¿©¾ß ÇÒ±î? 1800³â´ë ÈÄ¹Ý ¸Æ½ºÀ£ÀÌ ÀüÀÚ±âÀÌ·ÐÀ» ¿Ï¼ºÇÏ°í ±× °á°ú Àü±âÀå°ú ÀÚ±âÀåÀÌ Æĵ¿ÀÌ µÇ¾î ÀüÆÄµÉ ¼ö ÀÖ°í ¶ÇÇÑ ±× ¼Óµµ°¡ ºûÀÇ ¼Óµµ°¡ µÇ´Â °ÍÀ» ¾Ë¾Æ³»¾úÀ» ¶§ ºûÀÇ ½Çü°¡ Æĵ¿À̶ó´Â °ÍÀº ÀǽÉÇÒ ¿©Áö°¡ ¾ø¾ú´Ù. ±×·¯³ª ±Ý¼Ó¿¡ ºûÀ» ºñÃß¾úÀ» ¶§ ÀüÀÚ°¡ Æ¢¾î³ª¿À´Â °ÍÀ» ¸é¹ÐÇÏ°Ô ºÐ¼®Çغ» ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀº ¸Æ½ºÀ£ÀÇ ÀüÀÚ±â Æĵ¿À¸·Î´Â ÀÌ Çö»óÀ» µµÀúÈ÷ ¼³¸íÇÒ ¼ö ¾ø´Â °ÍÀ» ¾Ë°í ³«´ãÇÒ ¼ö¹Û¿¡ ¾ø¾ú´Ù. ±×·¯³ª ÇÑ »ç¶÷ÀÇ ¿µ¿õÀÌ ³ª¿Í¼ ÀÌ ¹®Á¦¸¦ ÇØ°áÇÏ´Â µ¥´Â º°·Î ¿À·¡ ±â´Ù¸± ÇÊ¿ä´Â ¾ø¾ú´Ù. ±× ¿µ¿õÀº ¹Ù·Î °°Àº ÇØ¿¡ ½Ã°£°ú °ø°£¿¡ ´ëÇÑ Çõ½ÅÀûÀÎ »ç°íÀÇ ÀüȯÀ» ÇÏ°Ô ¸¸µç Ư¼ö»ó´ë¼ºÀÌ·ÐÀ» ¹ßÇ¥ÇÑ ¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀ̾ú´Ù. ÀÌ ¹®Á¦¸¦ Çؼ®Çϱâ À§ÇÏ¿© ¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀº ÀÔÀڷμÀÇ ºû, Áï ±¤ÀÚÀÇ ¹°¸® ¼ºÁúÀ» ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ Á¦¾ÈÇÏ¿´´Ù. "ºûÀº (ÇöûÅ© »ó¼ö)x(Áøµ¿¼ö)ÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Â ÀÔÀÚÀÌ´Ù." ¿©±â¼ÀÇ ÇöûÅ© »ó¼ö´Â ¸î ÇØÀü Èæüº¹»ç¸¦ Çؼ®Çϱâ À§ÇÏ¿© µ¶ÀÏÀÇ ¸·½º ÇöûÅ©°¡ µµÀÔÇß´ø »ó¼ö·Î¼ h = 6.625 ¡¿10-34Js ÀÇ ¾ÆÁÖ ÀÛÀº °ªÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Ù. °¡½Ã±¤¼±ÀÇ °æ¿ì Áøµ¿¼ö°¡ 1015 s-1 Á¤µµÀ̹ǷΠÀÌÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â 10-19J Á¤µµÀÇ ÀÛÀº °ªÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Ù.. Áï ºûÀº Áøµ¿¼ö¿¡ ºñ·ÊÇÏ´Â ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Â ÇϳªÀÇ ¾Ë°»ÀÌÀÎ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ¾î¶² ¹°¸®·®ÀÌ µ¢¾î¸®·Î µÇ¾î ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ °ªÀ» °¡Áø °ÍÀ» ¾çÀÚ(åÖí : quanta) ¶ó°í ÇÑ´Ù. <·¹ÀÌÀú¿Í Ȧ·Î±×·¡ÇÇÀÇ ºûÀÇ ¾çÀÚ¼º ´Ü¿ø ÂüÁ¶>
|
¿øÀÚ ¸ðÇü
|
¿øÀÚ ½ºÆåÆ®·³ ¿øÀڴ ƯÁ¤ÇÑ ¸î¸î ÆÄÀåÀÇ ºû¸¸À» ¹æÃâÇÑ´Ù. °Å¸®¸¦ Àå½ÄÇÏ´Â ³×¿Â»çÀÎÀ̳ª °¡·ÎµîÀ¸·Î ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¼öÀºµî, ³ªÆ®·ýµîÀº žç°ú ´Þ¸® ƯÁ¤ÇÑ ¸î°¡Áö »ö¸¸ ³»°í ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ±âü ¹æÀü°üÀ» ÀÌ¿ëÇÑ ½ÇÇèÀÌ 1800³â´ë ÈĹݺο¡ ¸¹ÀÌ ÇàÇØÁ³´Âµ¥ À̵éÀÌ Å¾çºû°ú °°Àº ¹é»öÀÇ ºû, Áï ¿¬¼ÓÀûÀÎ ÆÄÀåÀÇ ºÐÆ÷¸¦ °¡ÁöÁö ¾Ê°í ƯÁ¤ÇÑ ¸î °³ÀÇ ÆÄÀå°ª¸¸À» °¡Áö°í ÀÖ´ÂÁö´Â Ä¿´Ù¶õ ¼ö¼ö²²³¢¿´´Ù. ƯÈ÷ ¼ö¼Ò ±âü ¹æÀü°ü¿¡¼ ³ª¿À´Â ÆÄÀå°ªÀÇ ÀÚ·á, Áï ½ºÆåÆ®·³(spectrum)À» ºÐ¼®Çغ» °á°ú ½ºÀ§½ºÀÇ ¹ß¸Ó(J.J.Balmer)´Â ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ ¾à°£Àº ¹¦ÇÏÁö¸¸ ºñ±³Àû ´Ü¼øÇÑ °ü°è°¡ ¼º¸³ÇÏ´Â °ÍÀ» ¾Ë°Ô µÇ¾ú´Ù. ¿©±â¼ nÀÇ °ªÀº 3, 4, 5 µîÀÌ°í R = 1.097 x 10-2 nm-1À¸·Î À̸¦ ¸®µå¹ö±× »ó¼ö(Rydberg constant)¶ó°í ÇÑ´Ù. ÀÌ ÆÄÀå °ªÀº ÁÖ·Î °¡½Ã±¤¼± ¿µ¿ªÀÇ °ÍÀ¸·Î ¹ß¸Ó °è¿À̶ó°í ÇÑ´Ù. ÇÑÆí Àڿܼ±À̳ª Àû¿Ü¼± ¿µ¿ª±îÁö¿¡ ´ëÇÏ¿© ¼ö¼Ò ±âüÀÇ ¹æÀü°ü¿¡¼ ³ª¿À´Â ÆÄÀå°ªÀ» ÃøÁ¤ÇØ º¸´Ï ¹ß¸Ó°è¿À» Æ÷ÇÔÇÑ ¸ðµç °è¿ÀÇ ÆÄÀå°ªÀº À§ ½Ä¿¡¼ 2°¡ ÀÓÀÇÀÇ ÀÚ¿¬¼ö m ÀÏ ¼ö ÀÖ´Â ´ÙÀ½ °ü°è¸¦ ¾ò°Ô µÇ¾ú´Ù. ´Ù¸¥ ±âü ¹æÀü°ü¿¡¼µµ ¼ö¼ÒÀÇ °æ¿ìó·³ ´Ü¼øÇÑ °ü°è½ÄÀ¸·Î ºÐÇØÇØ ³¾ ¼ö´Â ¾øÁö¸¸ ¿ª½Ã ƯÁ¤ÇÑ ÆÄÀåÀÇ ºû¸¸À» ¹æÃâÇÏ´Â °ÍÀ» ¿øÀÚ¿Í ±×°ÍÀ» ¹æÃâÇÏ´Â ºû »çÀÌ¿¡ ¾î¶² °ü°è°¡ ÀÖ´ÂÁö¸¦ ¾Ë¾Æ³»´Â °ÍÀº 1900³â´ë ÃʹÝÀÇ ¹°¸®ÇаèÀÇ ÃÖ´ëÀÇ ¼÷Á¦°¡ µÇ¾ú´Ù.
|
||
|
¶ó´õÆ÷µåÀÇ ¿øÀÚ¸ðÇü ¿øÀÚ ¼Ó¿¡¼ ÀüÀÚ°¡ ¹æÃâµÈ´Ù´Â °ÍÀÌ °üÃøµÇ¾î ±×¶§±îÁö ±âº»ÀÔÀÚ¶ó°í »ý°¢ÇÏ¿© ¿øÀÚ(atom)À̶ó°í À̸§ ºÙ¿´´ø °ÍÀÌ ¹«ÀǹÌÇÏ°Ô µÇ¾î ¹ö·È´Ù. ±×·¯¸é ÀüÀÚ¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Â ÀÌ ¿øÀÚ´Â ¾î¶² ±¸Á¶¸¦ ÇÏ°í ÀÖÀ»±î? ÀÌ¿¡ ´ëÇÑ ¸î°¡Áö Á¦¾ÈÀÌ 1903³âºÎÅÍ Åè½¼(Thomson) µîÀ¸·ÎºÎÅÍ ÀÖ¾î¿ÔÁö¸¸ 1910³â°æ ¶ó´õÆ÷µå(Rutherford)°¡ ¿øÀÚ¸¦ ¾ËÆÄÀÔÀÚÀÇ Å½Ä§À¸·Î ¾î·ç¸¸Á®º» °á°ú·Î »ý°¢ÇÑ ¿øÀÚ¸ðÇüÀÌ °¡Àå ±×·² µí ÇÏ¿´´Ù. ÀÌ ¶ó´õÆ÷µåÀÇ ¿øÀÚ¸ðÇüÀº + ÀüÇϸ¦ ¶è Áß¾ÓÀÇ ÇÙ ÁÖÀ§·Î ÀüÀÚ°¡ ±Ëµµ¿îµ¿À» ÇÑ´Ù´Â °ÍÀ̾ú´Ù. ÀÌ ¸ðÇüÀº ¸¶Ä¡ žçÁÖÀ§¸¦ Áö±¸¿Í °°Àº Ç༺µéÀÌ µ¹°í Àִ žç°è¸¦ ±×´ë·Î ´à¾Æ ÀÖ¾î ¾ÆÁÖ ½Åºñ·Î¿î ´À³¦À» ´ç½ÃÀÇ »ç¶÷µé¿¡°Ô ½É¾îÁÖ¾ú´Ù. ¾ÆÁÖ ÀÛÀº ¿øÀÚÀÇ ¼¼°è°¡ ¾ÆÁÖ Å« ¿ìÁÖ¸¦ ´à¾Ò´Ù!
À§ ±×¸²Àº Á߽ɿ¡ +ÀüÇÏ·Î µÇ¾îÀÖ´Â ¿øÀÚÇÙ()ÀÌ ÀÖ°í,
ÁÖº¯¿¡ ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ °æ¿ì ¿ø¿îµ¿À» Çϴµ¥ ÇÊ¿äÇÑ ±¸½É·Â<Á߽ɿ¡¼ ´ç±â´Â Èû>Àº ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ÇÙÀÇ + ÀüÇÏ¿Í ÀüÀÚÀÇ - ÀüÇÏ»çÀÌ¿¡¼ ´ç±â´Â ÈûÀ¸·Î ³ªÅ¸³ª´Â Á¤Àü±â·ÂÀÌ´Ù. Áï, ÀÇ °ü°è°¡ ¼º¸³ÇÑ´Ù. ½ÄÀÇ ¾Õ Ç×Àº ±¸½É·ÂÀÌ°í, µÚ Ç×Àº Á¤Àü±â·ÂÀ¸·Î ¿©±â¼ÀÇ k´Â 9.0 x 109 N m2/c2 ÀÌ´Ù. ÀÌ ½ÄÀº ¾î¶² ¹Ý°æ °ª¿¡¼µµ ¸¸Á·ÇÏ´Â v¸¦ ãÀ» ¼ö ÀÖ¾î ±Ëµµ ¹Ý°æ¿¡ ´ëÇÑ Á¦ÇÑÀÌ ¾ø´Â °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÑÆí ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â ¿îµ¿¿¡³ÊÁö¿Í À§Ä¡¿¡³ÊÁöÀÇ ÇÕÀ¸·Î¼, ¿©±â¼ÀÇ v¸¦ ¾Õ ½ÄÀ¸·Î ¼Ò°ÅÇÏ¸é ¿¡³ÊÁö¸¦ ±Ëµµ¹Ý°æÀ¸·Î ³ªÅ¸³¾ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿©±â¼ ¿ø±Ëµµ·Î ¼Ó¹ÚµÈ ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â - °ªÀ» °¡Áö¸é¼ ±Ëµµ ¹Ý°æÀÌ Ä¿Áö¸é °ªÀÌ Ä¿Á® Á¡Â÷ 0À¸·Î Á¢±ÙÇÔÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù.
|
||
|
±×·¯³ª À§ÀÇ ¶ó´õÆ÷µå ¿øÀÚ¸ðÇüÀº ³ª¸§´ë·Î ½É°¢ÇÑ ¹®Á¦Á¡À» °¡Áö°í ÀÖ´Â °ÍÀÌ ¹àÇôÁö°í »õ·Î¿î ÀÌ·ÐÀÌ ³ª¿ÀÁö ¾ÊÀ¸¸é ¾ÈµÉ óÁö¿¡ ³õÀÌ°Ô µÇ¾ú´Ù. ±× ¹®Á¦Á¡ Áß Çϳª´Â ÀüÀÚ°¡ Áö±¸Ã³·³ ¿ø¿îµ¿À» ÇÏ´Â °æ¿ì ÀüÀÚ°¡ ¼öõ¸¸ºÐÀÇ 1ÃÊ À̳»¿¡ ¿øÀÚÇÙ¿¡ ³ªÆ÷µÇ¾î ¹ö·Á¼ ¿øÀڷμÀÇ ¼ö¸íÀ» ´ÙÇÑ´Ù´Â °ÍÀÌ°í, ´Ù¸¥ Çϳª´Â ¾Õ¿¡¼ ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ ½ºÆåÆ®·³ÀÇ ºûÀ» ¹æÃâÇÑ´Ù´Â °ÍÀ» ¼³¸íÇÒ ¼ö ¾ø´Â Á¡À̾ú´Ù. 20¼¼±â ÃʹÝ, ƯÈ÷ 1900³âºÎÅÍ 1930³â±îÁöÀÇ 30³â°£ÀÇ ¹°¸®Çа迡¼´Â ¾î¶² ÀÌ·ÐÀÌ ½É°¢ÇÑ ¹®Á¦¿¡ ºÎµúÄ¡¸é Çѵ¿¾È ±³Âø»óÅ¿¡ ºüÁö´Ù°¡µµ °ð »õ·Î¿î ¹°¸®ÇÐÀÚ°¡ Çý¼º°ú °°ÀÌ µîÀåÇÏ¿© ÀÌ ¹®Á¦µéÀ» ¸»²ûÇÏ°Ô ÇØ°áÇØ ¹ö¸®´Â ½Ã´ë¿´´Ù. ÀÌ ±â°£ µ¿¾È 20¼¼±âÀÇ »õ·Î¿î ¹°¸®ÇÐÀÇ ±âº»Æ²ÀÌ ´Ù ¿Ï¼ºµÇ´Â ½Ç·Î ºû³ª´Â 30³âÀ̾ú´Ù. ¹°¸®ÇÐÀº ¸ðµç ÀÚ¿¬°úÇÐÀÇ °¡Àå Á߽ɿ¡ ÀÖ¾ú°í, »ó´ë¼ºÀÌ·Ð, ºÒÈ®Á¤¼º¿ø¸® µîÀº ´Ù¸¥ »çȸ°úÇÐ, öÇÐ µî¿¡µµ Áö´ëÇÑ ¿µÇâÀ» ¹ÌÃÆ´Ù. ¶ó´õÆ÷µåÀÇ ¿øÀÚ¸ðµ¨ÀÇ ¹®Á¦Á¡°ú ¼ö¼Ò ¿øÀÚÀÇ ½ºÆåÆ®·³À» ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÀÌ·ÐÀÌ ºÒ°ú 1~2³â µÚÀÎ 1913³â µ§¸¶Å©ÀÇ ¹°¸®ÇÐÀÚ º¸¾î(Niels Bohr)¿¡ ÀÇÇØ Á¦Ã¢µÇ¾ú´Ù. º¸¾î´Â ´ÙÀ½°ú °°Àº µÎ °³ÀÇ °¡Á¤À» ÇÏ¿´´Ù. Áï 1. ¿øÀÚ ¼ÓÀÇ ÀüÀÚ´Â ÀÌÀÇ °¢¿îµ¿·®ÀÌ (ÇöûÅ©»ó¼ö/2¥ð)ÀÇ Á¤¼ö ¹èÀÎ ±Ëµµ¸¸À» ¾ÈÁ¤µÈ »óÅ·Πµ¹ ¼ö ÀÖ´Ù. <Á¤»ó»óÅ °¡¼³> 2. ¾ÈÁ¤µÈ »óÅÂÀÇ ÀüÀڱ˵µ »çÀ̸¦ ³Ñ³ªµé ¶§¿¡´Â ±× Â÷ÀÌ¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ¿¡³ÊÁö°ªÀ» °¡Áø ±¤ÀÚ¸¦ ¹æÃâÇϰųª Èí¼öÇÑ´Ù. <Áøµ¿¼ö °¡¼³> ÀÌ µÎ °³ÀÇ °¡¼³À» ÀÌ¿ëÇÏ¿© ¼ö¼Ò°¡ ¹æÃâÇÏ´Â ºûÀÇ ½ºÆåÆ®·³ °ü°è¸¦ ¸»²ûÇÏ°Ô ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ¾ú´Ù. ÀÌ À̷п¡¼ÀÇ 1¹ø °¡¼³¿¡ ÀÇÇØ ÀüÀÚ°¡ ÀÖÀ» ¼ö ÀÖ´Â ±Ëµµ°¡ Á¦ÇѵȴÙ. ÀÌ ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ ±Ëµµ, ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ °¢¿îµ¿·® µû¶ó¼ ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ ¿¡³ÊÁö µîÀÇ °ªÀ» ¹°Áú°è°¡ °®°í ÀÖ´Ù´Â Çõ¸íÀûÀÎ »ý°¢À̾ú°í ÀÌ°ÍÀÌ ¿À´Ã³¯ÀÇ ¾çÀÚ¿ªÇÐÀ» ÀÖ°Ô ÇÑ ½ÃÃÊ°¡ µÇ¾ú´Ù. <º¸¾îÀÇ ¿øÀÚ¸ðÇü¿¡ ´ëÇÑ ÀÌ·ÐÀûÀÎ Àü°³´Â µÚ¿¡ ÀÖÀ½>
|
||
|
À§ ±×¸²Àº º¸¾îÀÇ ¾çÀÚ°¡¼³¿¡ µû¶ó¼ ÀüÀÚÀÇ ±Ëµµ°¡ Á¦ÇѵǾî ÀÖ´Â °ÍÀ» º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù. º¸¾îÀÇ ¿øÀÚ¸ðÇü¿¡¼´Â ƯÁ¤ÇÑ ±Ëµµ¸¦ µµ´Â ÀüÀÚ´Â ¾ÈÁ¤µÈ »óÅ·ΠÀÖÀ» ¼ö Àִµ¥ ¶§¶§·Î ´Ù¸¥ ¾ÈÁ¤»óÅ·ΠÀüÀÌ ÇÏ¸é¼ ºûÀ» ÁÖ°í ¹Þ´Â´Ù. ¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â ÀüÀÚ°¡ ¹Ù±ù ±Ëµµ¸¦ µ¹¼ö·Ï ´õ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö »óÅ¿¡ Àִµ¥, ±× ¿¡³ÊÁö Â÷ÀÌ¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ºûÀ» Áְųª ¹ÞÀ» ¶§ ³ôÀº »óÅ·Π¿Ã¶ó°¡°Å³ª ³»·Á¿Ã ¼ö ÀÖ´Ù. ±×¸²¿¡¼´Â ³ë¶õ»ö()À¸·Î Ç¥½ÃÇÑ ÀÔÀÚ°¡ ¹Ù·Î ºû, Áï ±¤ÀÚÀÌ´Ù. ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ °æ¿ì´Â ±Ëµµ¹Ý°æÀÌ À¸·Î ÁÖ¾îÁö°í, ´Ù¸¥ ¿øÀÚÀÇ °æ¿ì´Â ¿øÀÚÇÙÀÌ ²ø¾îÁÖ´Â ÈûÀÌ °ÇØÁ®¼ ¾ÕÀÇ °è¼ö°¡ 0.053/(¿øÀÚ¹øÈ£) ·Î ´Þ¶óÁöÁö¸¸ ¿ª½Ã n2¿¡ ÀÇÁ¸ÇÑ´Ù. ±×¸²¿¡¼ Á¦ÀÏ ¾ÈÂÊ ±Ëµµ´Â ¾çÀÚ¼ö n = 1ÀÌ°í ¹Ù±ùÀ¸·Î ³ª°¨¿¡ µû¶ó n = 2, 3, 4 ¼øÀÌ´Ù. |
||
|
|
¿¡³ÊÁöÀÇ ¾çÀÚÈ
|
¾çÀÚȶõ ¹«¾ùÀΰ¡? º¸¾îÀÇ ¿øÀÚ¸ðÇü¿¡¼´Â ±Ëµµ, °¢¿îµ¿·®, ¿¡³ÊÁö °ª µîÀÌ ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ °Í¸¸ Çã¿ëµÈ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ¹°¸®·®ÀÌ ¿¬¼ÓÀûÀÎ °ªÀ» °®Áö ¸øÇÏ°í ƯÁ¤ÇÑ °ª¸¸À» °®°Ô µÇ´Â °ÍÀ» ¾çÀÚÈ(quantized) µÇ¾î ÀÖ´Ù°í ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ º¸¾îÀÇ ¹ß»óÀº Áö±Ý±îÁöÀÇ ¿ªÇп¡ ´ëÇÑ °³³äÀ» ¶Ù¾î ³Ñ´Â Çõ¸íÀûÀÎ °ÍÀ̾ú´Ù. º¸¾î´Â ÀÚ½ÅÀÇ °¡¼³ 1, Áï Á¤»ó»óÅ °¡¼³ÀÇ º¸´Ù ±Ùº»ÀûÀÎ ±Ù°Å¸¦ Á¦½ÃÇÏÁö ¸øÇß±â À̷п¡¼ÀÇ ºÒ¿ÏÀüÇÑ ¸éÀÌ ¸¹À¸³ª, Çö´ë¹°¸®Çп¡¼ ¾ÆÀν´Å¸Àΰú ´õºÒ¾î º¸¾î¸¦ ÀÌ »õ·Î¿î Çй®Ã¼°èÀÇ ¶Ç´Ù¸¥ â½ÃÀÚ·Î ³ôÀÌ Æò°¡ÇÏ´Â ÀÌÀ¯´Â ÀÌ·¯ÇÑ »ç°íÀÇ ÀüȯÀÌ ¿ª½Ã »ó´ë¼ºÀ̷п¡¼ÀÇ °æ¿ì¿Í ¸¶Âù°¡Áö·Î »õ·Î¿î ¹°¸®ÇÐÀ» ¿©´Âµ¥ Å©°Ô ±â¿©¸¦ Ç߱⠶§¹®ÀÌ´Ù. ¿©±â¼ ¹°ÁúÀÌ ¾çÀÚÈ(quantized)µÇ¾î
ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌ ¿Ö »õ·Ó°í Çõ¸íÀûÀÎ ¹ß»óÀ̶õ ¸»Àϱî? ÀÌÀüÀÇ ¿ªÇÐ, Áï
´ºÆ°ÀÇ ¿ªÇп¡¼´Â ¿¹¸¦ µé¾î ±¸½½À» ±¼·¯ ¿òÁ÷ÀÌ°Ô ÇÒ ¶§ ÈûÀ» °¡Çϱâ
³ª¸§À¸·Î ±¸½½ÀÌ ¾î¶² ¼Óµµ °ªÀÌ¶óµµ °¡Áö°Ô ÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç, ÀÌ¿¡ µû¶ó
¾î¶² ¿¡³ÊÁö °ªµµ °¡Áö°Ô ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Áï ¿¬¼ÓÀûÀÎ ¿¡³ÊÁö °ªÀ» °¡Áú
¼ö ÀÖ´Â °ÍÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ÀüÀÚ´Â ÀÌ·¸°Ô ¿¬¼ÓÀûÀÎ ¿¡³ÊÁö
°ªÀ» °®´Â °ÍÀÌ Çã¿ëµÇÁö ¾Ê´Â´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ »çÁ¤Àº ´Ù¸¥ ¿øÀÚÀÇ °æ¿ìµµ
¸¶Âù°¡ÁöÀÏ °ÍÀ̶ó´Â °ÍÀº ±×µé ¸ðµÎ°¡ ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ ½ºÆåÆ®·³À» °®´Â
°ÍÀ¸·Î º¸¾Æ¼ ÀÚ¸íÇÏ´Ù. Áï ¹Ì½Ã¼¼°èÀÇ ¸ðµç ¹°ÁúµéÀº ±× ¿¡³ÊÁö°¡
¾çÀÚȵǾî ÀÖ´Â °ÍÀÌ´Ù. |
||||
|
¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö ¾çÀÚÈ ¶ó´õÆ÷µå ¿øÀÚ¸ðÇü °°ÀÌ ¿øÀÚÇÙ ÁÖÀ§¸¦ ÀüÀÚ°¡ µ¹°í ÀÖÀ» ¶§, ÀÌ È¸Á¤¿îµ¿ÀÇ °¢¿îµ¿·®Àº ÀüÀÚÀÇ <Áú·®(m) x ¼Ó·Â(v)>ÀÇ ¿îµ¿·®¿¡´Ù°¡ ȸÀü ¹Ý°æ(r)À» °öÇÑ °ªÀÌ´Ù. Á¤»ó»óÅ °¡¼³¿¡ ÀÇÇϸé ÀÌ °ªÀÌ ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ ÁÖ¾îÁø´Ù. ¿©±â¼ÀÇ nÀº 1, 2, 3, 4 µîÀÇ ÀÚ¿¬¼öÀÌ´Ù. ÀÌ ½ÄÀº ¾Õ¿¡¼ <¿ø½É·Â=Á¤Àü±â·Â>À¸·Î Àû¾ú´ø ½Ä °ú Á¶ÇÕÇÏ¸é ±Ëµµ¹Ý°æ r ÀÌ Á¦ÇѵǴ °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. Áï µÎ ½ÄÀ» ¸ðµÎ ¸¸Á·ÇÏ´Â r À» ±¸Çغ¸¸é À̷κÎÅÍ ÀÓÀÇÀÇ ±Ëµµ°¡ Çã¿ëµÇÁö ¾Ê°í ¶ç¾ö¶ç¾öÇÑ ±Ëµµ¸¸ Çã¿ëµÊÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. À§ÀÇ °¢ ±Ëµµ¹Ý°æ¿¡ ´ëÀÀµÇ´Â ¿¡³ÊÁö ¿ª½Ã ¶ç¾ö¶ì¾öÇÑ °ªÀ» °¡Á®¼ ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ µÈ´Ù. ¿©±â¼ eV´Â 1eV = 1.602 x 10-19 J ·Î ¿øÀÚ ¼öÁØÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ Ç¥ÇöÇϱ⿡ ÀûÇÕÇÑ ¸Å¿ì ÀÛÀº ¿¡³ÊÁö ´ÜÀ§ÀÌ´Ù. n °ªÀÌ ÀÚ¿¬¼öÀ̹ǷΠÀÌ °ªÀÌ ¿¡³ÊÁö°¡ ¾çÀÚÈµÈ ¼ø¼¸¦ ³ªÅ¸³»±âµµ ÇÏ¿© ¾çÀÚ¼ö(quantum number)¶ó°í ÇÑ´Ù.
|
||||
|
¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ½ºÆåÆ®·³ ¼ö¼Ò¿øÀÚ¿¡¼ Çã¿ëµÈ ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â ¸Ç ¹Ø¿¡¼ºÎÅÍ -13.6, -3.40, -1.51, -0.85, -0.54, -0.38, ... , 0 <eV> µîÀÌ´Ù. À̵éÀ» ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¶ó ÇÏ°í, ÀüÀÚ°¡ À̵é ÁØÀ§ Áß¿¡¼ ÇÑ ÁØÀ§¿¡ ÀÖ°Ô µÇ´Âµ¥, º¸Åë»óÅÂÀÇ ¼ö¼Ò¿øÀÚ´Â Á¦ÀÏ ¾Æ·¡ÀÇ ÁØÀ§¿¡ ÀüÀÚ°¡ ¸Ó¹«¸£°í ÀÖ¾î À̸¦ ¹Ù´Ú»óŶó°í ÇÑ´Ù. ÇÑÆí ÀüÀÚ°¡ ÀûÀýÇÑ ¿¡³ÊÁö¸¦ ¹Þ°Ô µÇ¸é ¹Ù´Ú»óź¸´Ù ´õ ³ôÀº ÁØÀ§·Î ¿Ã¶ó°¡°Ô µÇ´Âµ¥ À̸¦ µé¶á´Ù¶ó°í ÇÏ°í, ÀÌ·¸°Ô µÈ »óŸ¦ µé¶á»óŶó°í ÇÑ´Ù. »óÅ»çÀ̸¦ ³Ñ³ªµå´Âµ¥(ÀüÀÚÀÇ ÀüÀÌ) ÇÊ¿äÇÑ ¿¡³ÊÁö´Â ÁÖ·Î ºû(±¤ÀÚ)¿¡ ÀÇÇÏ°Ô µÇ´Âµ¥, ³ôÀº »óÅ ³·Àº »óÅ·ΠÀüÀÚ°¡ ³»·Á¿À´Â °æ¿ì¿¡´Â ±× Â÷ÀÌ¿¡ ´ëÇÑ ºûÀÌ ¹æÃâµÈ´Ù.
|
||||
|
º¸¾îÀÇ ÀÌ·ÐÀÇ ÇÑ°è ºñ·Ï º¸¾îÀÇ ÀÌ·ÐÀº ¼ö¼Ò¿øÀÚÀÇ ½ºÆåÆ®·³À» Àß ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ¾úÁö¸¸ ´Ù¸¥ ¿øÀÚÀÇ ½ºÆåÆ®·³À» ¼³¸íÇÒ ¼ö ¾ø¾ú´Ù. º¸¾îÀÇ ÀÌ·Ð Áß µÎ¹ø° °¡¼³, Áï Áøµ¿¼ö °¡¼³Àº Áö±Ýµµ À¯È¿ÇÑ °ÍÀÌÁö¸¸ ù¹ø° °¡¼³, Áï Á¤»ó»óÅ °¡¼³Àº ±× ÀÌÀ¯°¡ ºÐ¸íÇÏÁö ¾Ê¾Ò°í µû¶ó¼ ÀÌ °¡¼³À» ´Ù¸¥ ¿øÀÚ¿¡ Àû¿ëÇϴµ¥´Â ¿©·¯°¡Áö ¹®Á¦°¡ ÀÖ¾ú´Ù. ±× ÀÌÈÄ À̸¦ ÀϹÝÈ ½ÃÅ°°íÀÚÇÏ´Â ±¸½Ã´ë¾çÀÚ·ÐÀÌ ¹«¼ºÇÏ¿´À¸³ª °ÅÀÇ 10³â ÈÄ µåºê·ÎÀÌ¿¡ ÀÇÇØ ¹°ÁúÆÄ ÀÌ·ÐÀÌ ³ª¿Í¼ º¸¾îÀÇ Ã¹Â° °¡¼³À» µÞ¹Þħ ÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô µÇ¾ú´Ù. ÀÌ ¹°ÁúÆÄ °¡¼³·ÎºÎÅÍ »õ·Î¿î ¾çÀÚ¿ªÇÐÀÌ ³ª¿À°Ô µÇ¾ú°í, ´ºÆ° ÀÌÈÄ 250³âÀ» ¹öÅß¿Â °íÀü¿ªÇÐÀº ÀÌ ¾çÀÚ¿ªÇаú »ó´ë·Ð¿¡ ÀÇÇØ ±Ù»çÀ̷п¡ ºÒ°úÇÑ °ÍÀ¸·Î ÆǸíµÇ¾ú´Ù. <"¹°ÁúÆÄ¿Í Æĵ¿¿ªÇÐ" ÂüÁ¶> |
||||
|
|