[현대물리실험] 파동 입자의 이중성 실험
[현대물리실험] 파동 입자의 이중성 실험
1. 제목 : 파동 입자의 이중성 실험
2. 목적 : 다결정 흑연에서 파동으로서의 전자가 결정에서 회절 되는 원리를 이해하고 전자의 Debye-Scherrer 회절현상을 Cross-grating을 이용하여 광학적인 방법으로 유추해본다.
3. 이론
지금까지 빛이 입자라는 것을 증명하는 실험으로 주로 에너지적인 측면에서 빛의 양자 에너지 식, 광전효과, 콤프턴 효과를 들 수 있고, 반면에 빛이 파동이라는 증명은 빛의 전파와 관련된 사항으로서 빛의 반사, 굴절, 회절, 간섭 그리고 편광현상을 들 게 된다. 간단히 말해서 빛의 에너지 적 측면을 보면 분명히 입자 같은데 빛의 전파과정 측면을 보면 분명히 파동이라는 것이다. 그런데 우리를 개념적으로 헷갈리게 하는 것은 우리는 입자 모델도 머릿속에 그릴 수 있고, 파동모델도 각각 따로 머릿속에 그릴 수 있지만, 파동-입자의 이중성 모델은 도저히 머릿속에 함께 그려질 수 없다는 것이다. 간략하게 표현한 것이지만 이것이 바로 모든 물리학자를 괴롭히는 일이고, 동시에 빛은 늘 우리의 눈에 들어와 있으면서도 신비체로 남아있는 이유 중의 하나인 것이다. 따라서 오늘 날 학계는 빛의 이중성을 어쩔 수 없이 빛의 본질적인 것으로 받아들이고 있지만 이는 어디까지나 실험결과에 의한 강요일 뿐 빛의 이중성에 대한 이론 근거는 전혀 마련되어 있지 않은 상태이다. De Broglie의 가설에 모든 입자는 파동성을 가지고 있으며 그 파장은 입자의 운동에 반비례한다. 입자가 나타내는 파동의 파장은 다음과 같다.
전자들이 흑연으로 만들어진 얇은 다결정 층을 통과하게 하여 형광 막에 도착하도록 하면
일부 전자들은 회절을 일으키기 때문에 형광 막 위에 밝은 회절 환들을 만들어 낸다.
물질을 회절격자로 사용할 경우 Bragg조건에 의하면 일 때 보
....
2. 목적 : 다결정 흑연에서 파동으로서의 전자가 결정에서 회절 되는 원리를 이해하고 전자의 Debye-Scherrer 회절현상을 Cross-grating을 이용하여 광학적인 방법으로 유추해본다.
3. 이론
지금까지 빛이 입자라는 것을 증명하는 실험으로 주로 에너지적인 측면에서 빛의 양자 에너지 식, 광전효과, 콤프턴 효과를 들 수 있고, 반면에 빛이 파동이라는 증명은 빛의 전파와 관련된 사항으로서 빛의 반사, 굴절, 회절, 간섭 그리고 편광현상을 들 게 된다. 간단히 말해서 빛의 에너지 적 측면을 보면 분명히 입자 같은데 빛의 전파과정 측면을 보면 분명히 파동이라는 것이다. 그런데 우리를 개념적으로 헷갈리게 하는 것은 우리는 입자 모델도 머릿속에 그릴 수 있고, 파동모델도 각각 따로 머릿속에 그릴 수 있지만, 파동-입자의 이중성 모델은 도저히 머릿속에 함께 그려질 수 없다는 것이다. 간략하게 표현한 것이지만 이것이 바로 모든 물리학자를 괴롭히는 일이고, 동시에 빛은 늘 우리의 눈에 들어와 있으면서도 신비체로 남아있는 이유 중의 하나인 것이다. 따라서 오늘 날 학계는 빛의 이중성을 어쩔 수 없이 빛의 본질적인 것으로 받아들이고 있지만 이는 어디까지나 실험결과에 의한 강요일 뿐 빛의 이중성에 대한 이론 근거는 전혀 마련되어 있지 않은 상태이다. De Broglie의 가설에 모든 입자는 파동성을 가지고 있으며 그 파장은 입자의 운동에 반비례한다. 입자가 나타내는 파동의 파장은 다음과 같다.
전자들이 흑연으로 만들어진 얇은 다결정 층을 통과하게 하여 형광 막에 도착하도록 하면
일부 전자들은 회절을 일으키기 때문에 형광 막 위에 밝은 회절 환들을 만들어 낸다.
물질을 회절격자로 사용할 경우 Bragg조건에 의하면 일 때 보
....
-
광전효과
광전 효과 물리실험 1.빛의 이중성 : 빛은 입자성과 파동성을 동시에 가지고 있다. *입자성 : 광전효과 ,콤프턴효과 (Einstein의 광량자설) *파동성 : 회절 ,간섭,편광 (Maxwell의 전자기파설) *빛의 본질을.. -
[실험보고서] 입자와 파동의 이중성
입자와 파동의 이중성 1. 실험 목적 다결정 격자에서 전자가 회절됨을 확인하고 입자가 파동성을 동시에 지닐 수 있음을 고찰한다. 아울러 파동성을 나타내는 물질파의 파장또한 측정해 본다. 2. 준비물 1 El.. -
[실험보고서] 파동-입자의 이중성 실험
파동-입자의 이중성 실험 1. 목 적 다결정 흑연에서 파동으로서의 전자가 결정에서 회절 되는 원리를 이해하고 전자의 Debye-Scherrer 회절현상을 Cross-grating을 이용하여 광학적인 방법으로 유추해본다. 2. .. -
[무기화학] 파동방정식의 수학적 해석
목 차 1. 서 론 ……… 1 2. 빛의 이중성 ……… 1 3. 양자역학 ……… 5 4. 파동방정식의 사전적 의미 ……… 15 5. 줄의 파동방정식 ……… 16 6. Schrodinger의 파동방정식 ……… 20 7. 페러데이의 전자기 유도 법칙……… 2.. -
서양의 우주관
서양의 우주관 1. 아리스토텔레스 우주관 아리스토텔레스는 지구계와 천계로 구분지었다. 천계는 지구계에 있는 4원소(흙, 물, 공기, 불)의 어떠한 것으로도 이루어져 있지 않고, ‘에테르aether'라고 알려진 제5.. -
반도체공학 - 광전효과에 관해
*광전효과 : 금속 등의 물질에 일정 진동수 이상의 빛을 비추었을 때 전자가 튀어 나오는 현상, 전자는 금속 내에서 원자핵의 (+)전하와 전기력에 의해 속박되어 있다. 여기에 빛을 쬐면 빛이 가진 이중성, 즉 파.. -
뢴트겐과 X의 발견
뢴트겐과 X-선 발견 20세기 과학에 대한 시대 구분을 할때 대부분의 과학사가들은 1895년을 그 기점으로 잡는다. 1895년은 독일의 과학자 뢴트겐이 X-선이라는 새로운 종류의 광선을 발견한 해였다. 뢴트겐이 이 .. -
반도체 공학- 고체이론[밴드갭]
반도체 공학 Ch. 2 고체 이론 2 물리학적 모형의 소개 고전물리 상대성이론 현대물리 F=ma 뉴턴역학 빛의 본질(wave, particle)에 관한 문제봉착, 이를 설명하기 위해 상대성이론 등장 물질의 본질(wave, part.. -
물리화학 - 슈뢰딩거(Schrodinger) 파동방정식의 개념
Schrödinger 파동방정식의 개념 Ⅰ. 서 론 양자 역학은 알맹이가 정해진 경로를 따라 운동한다고 보지 않고 알맹이가 파동처럼 공간에 분포되어 있다고 생각함으로써 파동-알맹이 이중성을 이용한다. 고전 역학의.. -
아인슈타인과 광양자 가설
아인슈타인과 광양자 가설 빛의 본성이 파동인지 아니면 입자인지에 대한 논쟁은 과학계에서 이미 오래된 해묵은 논쟁에 속한다. 운동의 3법칙과 보편중력을 바탕으로 과학혁명을 완성한 뉴턴은 빛의 입자성을 제..
