양자역학의 원리에 대해서 자세한 설명 부탁드립니다.
양자역학에 대해서 궁금증이 생겨 아하에 질문을 합니다.
양자역학은 무엇인지 우리 일상생활에서 응용할 수 있는 범위에 대해서도 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
양자역학은 원자단위에서 발생하는 현상을 설명하기 위한 것입니다.
원자는 원자핵과 전자로 이루어져있습니다. 그런데 전자가 원자핵 주변에 어떤 형태로 어떻게 운동하고 있는지 설명하고 싶을 때 양자역학을 사용하여 풀 수 있습니다.
이해를 돕기위해 우리가 알고 있는 물리 현상에 대해 언급해보겠습니다. 흔히 잘 알고 있는 예시로 사과가 땅으로 떨어진다는 중력을 받아 사과가 땅으로 떨어진다를 설명할 수 있죠. 그 이상도 그 이하도 아닌 중력에 의해 떨어진다라고 설명합니다. 이것이 고전역학입니다. 무거운 짐을 들기 위해선 물체의 중력 만큼의 힘이 필요하죠.
하지만 원자 세계에서는 원자핵 주변으로 전자가 돌고있다를 기술하기위해서는 중력, 만유인력으로 설명이 되지 않습니다. 양자역학으로 설명이 가능하죠.
양자역학은 원자 세계를 기술하는데 있어 기본적인 학문이기 때문에 여러 곳에 사용될 수 있습니다. 물리학, 화학, 생물학 등에 있어 미시세계를 연구하는데 사용되며, 반도체, 초전도체, 디스플레이, 베터리 등에 기본이 됩니다. 또한, 양자 컴퓨팅, mri 등에 사용될 수 있습니다.
우리가 겪거나 경험하기 힘들고 관찰하기 힘든 원자 단위의 미시 세계에서 나타나는 현상이기 때문에 볼 순 없지만 지금도 신체 내(우리 몸에 세포 내에 원자, 분자)에서나 주변에서 일어나고 있습니다.
양자역학은 미시세계에서 일어나는 현상에 대해 포괄적이라 위와 같이 설명하였습니다.
도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
- 양자역학은 간단히 설명할 수 있는 학문은 아닙니다.
양자역학과 고전역학의 큰 차이는 확률입니다.
고전역학에서는 물체의 속도와 질량, 힘을 알 수 있으면 어떤 시간에 이 물체가 어디에 있는지 정확히 알 수 있습니다.
하지만 양자의 세계에서는 오직 확률로만 물체가 어디에 있는지 분석할 수 있습니다.
이것을 연구하고 계산하는 것이 양자역학입니다.
양자역학은 주로 반도체에 많이 쓰이는데,
전자와 같이 작은 물질이 어떻게 움직이는지 알려면 양자역학이 필요합니다.
