양자역학이라는 개념이 참 흥미롭던데요. 이 양자역학은 언제 처음 누구에 의해서 세상에 나타나게 된것인가요??

Question

양자역학이라는 개념이 참 흥미롭던데요. 티비에 자주 등장하는 김상욱 교수라는 물리학 교수님은 이 양자역학을 재밌게 설명해주시더라구요. 이 양자역학은 언제 처음 누구에 의해서 세상에 나타나게 된것인가요??

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

19세기 후반부터 20세기 초반까지 이루어진 전자, 양성자, 중성자 등의 아원자 입자와 관련된 실험들의 결과는 고전역학으로는 모순이 발생하여 이를 해결하기 위한 새로운 역학 체계가 필요하게 되면서 나온 것이 양자역학입니다.

양자역학의 초기 개념은 20세기 초 물리학자인 막스 플랑크와 알버트 아인슈타인, 니어 보어, 에르윈 쇼빙거 등에 의해 정립됩니다.

사실 이전 없었던 것은 아니지만 양자역학 자체는 플랑크의 양자 가설을 계기로 하여 슈뢰딩거, 하이젠베르크, 디랙 등에 의해 20세기에 이루어진 학문입니다.

1900년, 막스 플랑크는 빛의 방출과 흡수에 대한 연구를 통해 에너지가 이산적인 단위로 전달되는 것을 제시하였고 이를 플랑크 상수라는 상수로 표현하였습니다.

그 후, 1905년에는 알버트 아인슈타인이 빛의 입자성을 제시하면서 양자 역학의 개념이 더욱 발전하게 되었습니다. 이후 니어 보어는 수소 원자의 스펙트럼을 설명하며 양자 역학의 발전에 큰 역할을 하였고, 에르윈 쇼빙거는 양자 역학의 수학적인 기반을 구축하면서 양자 역학이 과학계에서 중요한 이론으로 자리 잡게 되었습니다.

Answer 2

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

양자역학의 시작은 1900년 막스 플랑크가 제시한 "양자 가설"에 거슬러 올라갈 수 있습니다. 플랑크는 빛의 에너지 방출 현상을 연구하던 중, 에너지가 연속적인 양으로가 아닌 작은 단위인 "양자"라는 형태로 방출되는 것을 가정하였습니다. 이로써 플랑크는 전체적인 에너지 방출을 계산하기 위해 양자의 개념을 도입하였고, 이는 후에 양자역학의 기초 개념으로 활용되었습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

1924년 막스 보른이 양자역학(Quantenmechanik) 이라는 용어를 처음 사용했다. 여기서 쓰인 양자(quantum)라는 단어는 얼마나 많이(how much)라는 뜻의 라틴어 quantus에서 유래했다.

미시 세계에서 나타나는 가장 큰 특징은 물리량들이 언덕처럼 연속적이지 않고 계단처럼 불연속적이라는 것이다. 물리량이 이러한 특성을 보일 때 물리량이 양자화되어 있다고 부른다. 양자화되어 있다는 것은 특정한 양의 양자를 통해서 기술된다는 의미이다. 미시세계에서 나타나는 물리량들은 양자화되어있기 때문에 이들을 다루는 역학에 양자역학이라는 표현을 사용한다

출처 : 나무위키

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.1900년, 맥스 플랑크는 빛의 방출과 흡수에 대한 연구를 통해 에너지가 이산화되는 현상을 설명하기 위해 양자 개념을 도입했습니다. 이는 양자역학의 초기 아이디어 중 하나로 볼 수 있습니다.이후 1905년, 알버트 아인슈타인은 빛에 대한 이론인 광전자설(Photon Theory)을 제안하였습니다. 이는 빛이 입자의 형태로 동작하는 것을 설명하는 중요한 아이디어였으며, 양자역학의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

양자역학은 20세기 초반, 막스 플랑크, 알버트 아인슈타인, 니어 보어 등의 과학자들이 중심적인 역할을 하면서 발전해 나갔습니다. 플랑크는 빛의 파동성과 입자성을 동시에 가지는 것을 설명하기 위해 플랑크 상수를 도입하였고, 아인슈타인은 광전효과와 관련하여 빛의 입자성을 강조하였습니다. 이러한 연구들이 양자역학의 선구자들로 평가되고 있습니다.

하지만, 양자역학의 기초를 다지는 가장 중요한 실험은 더브로이 실험입니다. 더브로이는 두 개의 슬릿으로 빛을 통과시켰을 때, 스크린에 어떤 패턴이 나타나는지를 연구하였습니다. 이 실험 결과, 빛 입자가 파동으로 동작한다는 것을 밝혀내었고, 이는 양자역학의 기초가 되는 이중성 이론의 발전으로 이어졌습니다.

Answer 6

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

1924년 막스 보른이 양자역학(Quantenmechanik) 이라는 용어를 처음 사용했다. 여기서 쓰인 양자(quantum)라는 단어는 얼마나 많이(how much)라는 뜻의 라틴어 quantus에서 유래했다.

미시 세계에서 나타나는 가장 큰 특징은 물리량들이 언덕처럼 연속적이지 않고 계단처럼 불연속적이라는 것이다. 물리량이 이러한 특성을 보일 때 물리량이 양자화되어 있다고 부른다. 양자화되어 있다는 것은 특정한 양의 양자를 통해서 기술된다는 의미이다. 미시세계에서 나타나는 물리량들은 양자화되어있기 때문에 이들을 다루는 역학에 양자역학이라는 표현을 사용한다.

양자는 특정한 원소나 아주 작은 알갱이의 명칭이 아니라 일정한 양을 가졌다는 표현이다. 양자라는 것은 쉽게 이야기하면 기본 단위와 비슷한 것이다. 물리량을 어떤 기본 단위의 정수배로 셀 수 있을 때, 그 기본 단위를 양자라고 부른다. 예컨대, 광자의 에너지는

E

=

h

f

E=hf로 나타낼 수 있고, 광자 여러 개는

E

=

n

h

f

E=nhf로 나타낸다. 이렇게 수학적으로 나타낼 수 있는 물리량인

h

f

hf가 바로 양자(광자)이다.

예를 들어 150의 질량을 가진 야구공들이 있을 때 전체 질량으로 300이나 450은 가능할지언정 150+75로 225는 불가능하다. 빛의 입자성이 밝혀지지 않았던 시절에는 빛 역시 일정한 파동의 일종이기 때문에 합계질량이 서서히 올라가거나 혹은 절반에 해당하는 75도 가능하다고 믿어왔으나 빛의 입자성이 밝혀지면서 과학의 역사가 뒤집히게 됐다. 빛이 마치 일정한 질량을 가진 물질처럼 계단형으로 온도를 높인다는 사실이 밝혀졌기 때문이다. 즉 빛은 물질과 같은 입자성을 가지면서도 파동성도 동시에 가진다.

빛이 파동과 입자의 이중성을 가졌다는 사실이 밝혀진 것이다. 이것을 상보성이라고도 부른다.[2]

더 고전적으로 들어가면 밀리컨의 기름 방울 실험도 있다. 밀리컨의 실험에서 기름 방울의 크기는 제각각이지만 전하량은 어떤 특정 최솟값의 자연수배이고 그 최솟값을 전자 1개의 전하량(양자)으로 특정지을 수 있다. 자연에서 전하량은 양자화되어 있기 때문에 전자 1.5개에 해당하는 1.5×e와 같은 전하량은 볼 수 없다.

Answer 7

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

양자역학은 1900년에 막스 플랑크가 자신의 흑체복사 이론을 증명하는 과정에서 에너지의 양자화라는 개념을 도입함으로써 시작되었습니다 그러나 플랑크는 이 개념을 흑체복사현상에만 적용하였으며 양자 개념의 중요성과 파급효과에 대해서는 알지 못하였다고 합니다