전자의 가속운동이 만드는 전자기파
전자가 원자핵을 등속원운동하면서 돈다고 가정할 때 전자기파가 나와야하지 않나요? 가속운동이니까요. 근데 같은궤도를 돌면 E가 일정하니 방출되지 않는다는데 그럼 가속운동 -> 전자기파 방출 이 명제가 틀렸다는 것린거요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
고전적인 전자기학 관점에서 보면 가속 운동하는 전하는 전자기파를 방출해야 하기 때문입니다. 하지만 양자역학의 세계에서는 이야기가 달라집니다.
고전적인 설명으로는 전자가 원자핵 주위를 돌면서 계속 방향을 바꾸므로 가속 운동을 하고 따라서 에너지를 잃고 원자핵으로 낙하해야 합니다. 하지만 실제 원자는 안정적으로 존재하므로 이러한 현상은 일어나지 않습니다.
양자역학에서는 전자가 특정한 에너지를 가지는 정상 상태에 있을 때는 전자기파를 방출하지 않고 안정하게 존재할 수 있습니다. 즉 전자의 운동을 고전적인 입자의 운동으로 생각하는 것은 부적절하며 양자역학적인 파동 함수로 설명해야 합니다
1명 평가안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
전자가 원자핵 주변을 등속운동하는 경우 전자기파를 방출하지 않습니다. 이는 전자가 궤도를 돌면서 등속운동을 하면서 에너지를 방출하지 않고 안정한 상태를 유지하기 때문입니다 가속운동을 할 때에만 전자기파가 방출되는 것이 아니라, 전자가 궤도를 돌면서 에너지 상태가 변하지 않는 한 전자기파를 방출하지 않습니다. 따라서 가속운동과 전자기파 방출은 항상 연결되어 있는 것은 아닙니다.
1명 평가안녕하세요. 아하의 전기전자 분야 전문가입니다.
여기서 중요한 점은 고전물리학과 양자역학의 차이입니다. 고전물리학적으로는 가속운동을 하는 전자는 전자기파를 방출해야 맞습니다. 하지만 이는 고전적인 접근법으로, 실제로 원자 내 전자는 양자역학에 의해 설명됩니다. 양자역학에 따르면 전자는 '궤도'가 아닌 특정한 '에너지 준위'를 차지하며, 에너지 준위가 바뀌지 않는 한 전자기파를 방출하지 않습니다. 이 때문에 전자가 에너지를 방출하면서 궤도를 도는 것이 아니라 에너지가 일정한 상태로 안정되게 존재할 수 있습니다. 따라서 가속운동과 전자기파 방출의 명제는 양자역학적으로 설명되고 있다고 볼 수 있습니다. 궁금한 점이 명료해지셨으면 좋겠습니다.
