원자의 N극을 갖다대면? 어떻게 되나요?
고등학교 수준에서 이해한 내용을 바탕으로 하면 전자가 도는 운동 방향과 반대 반향으로 전류가 흐르니깐 앙페르 법칙에 의해 자기장이 생기잖아요. 만약 원자에 자석의 N극을 갖다대면 전자가 특정 궤도로 운동할 확률이 높아지겠죠? 저는 그 운동방향이 원자핵과 N극사이를 지나가는 직선을 중심축으로 하는 궤도 운동이라고 생각하는데 맞나요?
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
자석의 N극을 원자에 가까이 대면, 자성이 원자 내의 전자의 운동에 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 전자가 특정 궤도로 운동할 확률이 높아진다고 단순하게 말하기는 어렵습니다. 전자의 운동은 양자역학적인 특성을 따르며, 자기장의 영향을 받긴 하지만 특정 궤도로 제한되기보다는 에너지와 궤적의 확률분포로 표현됩니다. 정밀한 예측을 위해서는 양자역학적인 계산이 필요합니다. 고등학교 수준의 개념을 넘어서는 복잡한 과정이니, 양자역학 책을 참고하는 것도 방법입니다.
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안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
자석의 N극을 원자에 가까이 하면 외부 자기장이 전자의 운동에 영향을 줍니다. 외부 자기장과 상호작용으로 인해 전자는 특정 궤도로 운동할 확률이 높아지며, 이 방향은 자기장에 의해 전자의 궤도 자기 모멘트가 정렬되는 방향에 따라 달라집니다. 따라서 원자핵과 N극을 연결하는 직선을 중심축으로 한 궤도 운동 가능성도 있지만 이는 전자의 운동과 외부 자기장의 세기 방향에 따라 다를 수 있습니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
전자의 운동과 전류 , 자기장의 관계에 대한 이해는 대체적으로는 맞습니다.
하지만 외부 자기장이 원자의 전자 궤도에 미치는 영향에 대하 해석은 다른 점이 있습니다.
외부 자기장은 전자의 궤도 각 운동량에 토크를 가합니다.
이는 전자의 궤도는 외부 자기장 방향을 축으로 세차 운동을 하게 됩니다.
이 세차운동은 원자핵을 중심으로 하는 원래의 궤도면이 자기장 방향을 축으로 회전하는 것과 같은 효과를 냅니다.
전자의 궤도가 특정 방향으로 정렬되는 것이 아니라, 기존 궤도가 자기장 방향 축으로 회전하는
복잡한 운동을 하게 됩니다.
안녕하세요. 하성헌 전문가입니다. 자석의 N극을 가까이 하게 되면 전자가 특정 궤도로 정해진 형태로 운동할 확률이 보다 높아진다는 표현은 상대적으로 부정확하며, 전자의 스핀과 자기 모멘트가 자기장에 의해 정렬되는 방향이 있으며, 이 방향대로 진행이 된다는 것으로 설명하는 것이 더 바람직합니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.
질문자님의 생각을 이해할 수 있을 것 같습니다. 원자 수준에서 자기장을 적용하는 것은 양자역학의 영역이기도 한데요. 자석의 N극을 원자에 갖다댈 경우, 원자의 전자들에 작용하는 자기장이 변화합니다. 이는 전자의 스핀 방향과 주기에 영향을 줄 수 있습니다. 원자의 전자가 움직이는 궤도는 양자역학적인 확률 분포에 의해 정해지므로 정확히 특정한 방향으로만 운동한다고 보기는 어렵습니다. 자기장에 의해 전자의 에너지 준위가 갈라지는 현상인 제만 효과(Zeemann effect)가 발생할 수 있는데, 굉장히 복잡한 양상의 변화가 있을 수 있습니다. 직관적으로는 전자가 자기장의 영향을 받아 방향성을 가지지만, 실제 궤도 운동은 단순한 선형 운동보다는 확률적인 양자 상태로 설명됩니다. 원자 내부 전자의 운동 방향과 관련한 더 깊은 이해를 위해서는 양자역학과 원자물리학에 대해 추가로 공부하는 것이 필요합니다.
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안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
자석의 N극을 원자에 가까이 대면, 외부 자기장이 전자의 운동에 영향을 주어 전자의 궤도 운동 방향과 스핀을 자기장 방향에 맞추려는 경향이 있습니다. 하지만 전자는 양자역학적 확률로 운동하며, 특정 궤도에 고정되지는 않습니다.감사합니다.
안녕하세요. 유순혁 전문가입니다.
자석의 N극을 원자에 가까이 대면, 외부 자기장이 형성되어서 전자의 운동에 영향을 줍니다.
앙페르 법칙에 따라서 전자의 궤도 운동 방향과 스핀이 외부 자기장 방향에 정렬되려는 경향을 보이거든요.
이 때 전자의 운동 확률 분포는 외부 자기장의 방향에 따라 특정 방향으로 더 높은 확률을 가질 수 있지만, 전자 궤도는 양자역학적 확률로 결정되므로 완전히 고정된 궤도를 가지지는 않습니다~!
