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프랑크헤르츠 실험: 에너지 양자화 측정2025.11.161. 에너지 양자화 프랑크헤르츠 실험은 원자의 에너지 준위가 양자화되어 있음을 증명하는 실험입니다. 전자가 원자와 충돌할 때 원자의 에너지 준위 차이에 해당하는 에너지만 흡수하여 여기 상태로 올라갑니다. 가속전압을 증가시키면서 전류 변화를 측정하면 특정 전압에서 급격한 전류 감소가 나타나는데, 이는 전자가 원자의 첫 번째 여기에너지와 같은 에너지를 가질 때 완전비탄성충돌이 일어나기 때문입니다. 2. 탄성충돌과 비탄성충돌 프랑크헤르츠 실험에서 전자와 원자의 충돌은 두 가지 유형으로 나뉩니다. 탄성충돌은 전자가 운동에너지를 거의 잃지 ...2025.11.16
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현대 물리학에 따른 수소 모형2025.01.231. 갇힌 전자의 에너지 물리학자들은 오랜 세월 동안 원자에 관해 고민해왔지만, 20세기 초까지는 원자 내부에 있는 전자의 배치, 운동 그리고 원자가 빛을 방출하고 흡수하는 원리에 대해 알지 못했다. 양자물리의 출현으로 전자, 양성자 등 모든 움직이는 입자들이 슈뢰딩거 방정식을 만족하는 물질파로 기술될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 양 끝이 고정된 줄에 의해 만들어진 정지파는 띄엄띄엄 떨어진 진동수 값만을 갖게 되며, 이는 자유전자의 물질파에도 적용된다. 파동을 가두면 띄엄띄엄한 에너지를 갖는 상태가 되는데, 이를 양자화라고 한다. 2...2025.01.23
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인하대학교 양자물리학2 총정리2025.11.131. 양자물리학 양자물리학은 원자 및 아원자 입자의 거동을 설명하는 물리학의 한 분야입니다. 미시적 세계에서 입자와 파동의 이중성, 불확정성 원리, 양자 상태의 중첩 등 고전물리학과는 다른 독특한 현상들을 다룹니다. 양자역학의 기본 원리와 수학적 형식화를 통해 원자 구조, 분자 결합, 고체 물리 등을 이해할 수 있습니다. 2. 파동함수와 슈뢰딩거 방정식 파동함수는 양자계의 상태를 완전히 기술하는 수학적 함수로, 입자의 위치에서 발견될 확률을 나타냅니다. 슈뢰딩거 방정식은 시간에 따른 파동함수의 변화를 기술하는 기본 방정식으로, 양자...2025.11.13
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갇힌 전자의 파동함수2025.01.221. 개요 인간은 물질을 이루는 원자의 구조와 운동에 대해서 오랫동안 고민해왔다. 그런데도 제대로 된 원자 내부의 구조는 지금까지 밝혀지지 않았다. 현재에는 과학기술의 발달로 일부 원자의 모습을 관찰할 수 있는 정도이지만, 원자 내부에 존재하는 전자의 배치, 운동 그리고 빛을 방출하고 흡수하는 과정을 시각적으로 볼 수는 없고 단지 원자의 에너지 상태 변화를 통해 추정할 뿐이다. 더 나아가 원자의 운동 및 배치에 관해 고전 물리학적인 방법으로는 설명할 수 없다. 하지만, 1926년 양자물리의 출현으로 이는 점차 설명되기 시작하였다. ...2025.01.22
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방출 및 흡수 스펙트럼 실험2025.11.121. 원자 구조의 발전 원자 개념은 고대 그리스 철학자 데모크리토스부터 시작되었으며, 1808년 돌턴의 원자론, 1897년 톰슨의 전자 발견, 1910년 러더퍼드의 핵 모형, 1913년 보어의 양자화된 궤도 모형으로 발전했다. 현대 원자 모형은 양자역학에 기반하여 전자의 파동함수와 오비탈 개념으로 원자 구조를 설명한다. 2. 보어의 원자 모형과 에너지 양자화 보어는 전자가 핵 주위의 특정한 궤도에서만 움직이며 각 궤도마다 특정한 에너지를 가진다고 주장했다. 전자의 에너지는 E = -2.18×10⁻¹⁸/n² (수소)로 표현되며, 높은...2025.11.12
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MAPbX3 페로브스카이트 형광체 제조 실험2025.11.141. 나노기술 및 나노구조물 나노기술은 물질의 크기가 나노(10⁻⁹) 스케일일 때 나타나는 특성을 이해하고 응용하는 분야입니다. 나노 스케일에서는 물질의 화학적, 기계적, 전기/자기적, 광학적 물성이 벌크 스케일과 현저히 다르게 나타납니다. 나노구조물은 적어도 하나 이상의 차원이 나노미터 크기인 구조물로, 나노 입자, 나노막대, 나노선, 박막 등을 포함합니다. 입자 크기가 감소하면 표면 에너지의 영향이 커져 녹는점이 낮아지고, 상전이 온도도 변화합니다. 2. 양자제한효과 및 에너지 밴드 양자제한효과는 자유 에너지 입자가 에너지 장벽...2025.11.14
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금오공대 신소재 전자재료1 과제2025.01.271. 활성화 에너지 활성화 에너지는 온도가 증가할수록 작아진다는 것을 알 수 있다. 온도가 증가하면 산소의 농도가 증가하여 활성화 에너지가 감소하는 것으로 나타났다. 2. 양자 효율 양자 효율은 0.15로 계산되었으며, 이를 이용하여 전류 밀도를 구할 수 있다. 전류 밀도는 1049.81 A로 계산되었다. 3. 수소 원자의 에너지 준위 수소 원자의 에너지 준위는 주 양자수 n에 따라 결정되며, 전이 에너지는 원자 번호 Z에 반비례한다. 스펙트럼 라인의 방출된 광자 파장은 Z에 반비례하여 가시광선 스펙트럼보다 훨씬 짧다. 4. 유한 ...2025.01.27
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아주대학교 현대물리학 실험 MP-3. Photoelectric Effect Apparatus 예비 보고서2025.01.171. 플랑크 양자이론 플랑크는 복사의 흡수와 방출이 두 에너지 준위 간의 이동과 관련이 있다고 설명했고, 진동자가 잃거나 얻은 에너지는 복사에너지의 양자로써 흡수,방출되는데 E=hv로 나타낼 수 있다. (E: 복사에너지, v: 복사의 진동수, h: 플랑크 상수) 2. 광전 효과 광전 방출은 빛이 물질에 부딪혀 전자가 방출되는 현상이다. 양자 모델에서는 진동수가 더 큰 빛이 높은 에너지의 전자를 방출시키고 빛의 세기는 전자의 방출량을 늘릴 것이라고 예측이 가능하다. 플랑크 이론을 응용해 광전 효과를 양자모델로 설명할 수 있다. 1. ...2025.01.17
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프랑크-헤르츠 실험 예비보고서2025.04.251. 프랑크-헤르츠 실험 프랑크-헤르츠 실험은 1914년 J. Franck와 G. Hertz가 수행한 역사적인 실험으로, 에너지 양자화 이론을 보여주는 실험이다. 이 실험은 수은 가스가 채워진 튜브를 사용하여 양자 준위의 존재를 보여준다. 이 실험은 전자가 수은 원자와 충돌할 때 가스가 이산적이고 양자화된 에너지에서만 전자 에너지를 흡수한다는 것을 발견했으며, 이는 불연속 에너지 준위의 존재를 나타내는 원자에 대한 보어 모델과 상관관계가 있다. 2. 에너지 양자화 프랑크-헤르츠 실험은 에너지가 원자 상호작용에서 양자화된다는 것을 보...2025.04.25
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금속 이온의 불꽃 색상과 수소 원자의 에너지 준위2025.01.041. 금속 이온의 불꽃 색상 불꽃 실험에서 관찰되는 다양한 색상은 특정 금속 이온과 결합된 물질이 타면서 나타나는 현상입니다. 예를 들어, 초록색 불꽃은 바륨(Ba²⁺) 이온에 의해, 빨간색 불꽃은 스트론튬(Sr²⁺) 이온에 의해, 오렌지색 불꽃은 칼슘(Ca²⁺) 이온에 의해 생성됩니다. 이는 각 금속 이온이 가지는 고유의 에너지 수준과 전자의 에너지 상태 변화에 따른 빛의 방출로 설명할 수 있습니다. 2. 수소 원자의 에너지 준위 수소의 방출 스펙트럼이 선 스펙트럼인 것은 수소 원자 내 전자의 에너지 상태가 양자화되어 있음을 의미...2025.01.04
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