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입자 통계분포함수 (멕스웰볼츠만 분포, 보츠아이슈타인 분포, 페르미디락 분포)2025.01.021. 맥스웰-볼츠만 분포 맥스웰-볼츠만 분포는 모든 무리 계의 온도가 그 계를 구성하는 분자들이나 원자들의 운동에 의해 발생되는 것을 설명합니다. 이 입자들은 각각 다른 속도 범위를 가지고 있으며, 다른 입자들과 충돌하면서 일정하게 변합니다. 이러한 속도들의 맥스웰 분포는 모든 속도 범위에 대해 계의 온도에 대한 함수로 표현이 가능합니다. 기체의 평균/최빈/실효 속도, 온도에 따른 입자의 속력 분포, 온도와 화학반응과의 관계, 분자량에 따른 입자의 속력 분포 등을 설명합니다. 2. 보즈-아인슈타인 분포 보즈-아인슈타인 분포는 임의의...2025.01.02
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양자론과 원자의 전자 구조2025.11.131. 양자론(Quantum Theory) 양자론은 원자 및 분자 수준에서 물질과 에너지의 거동을 설명하는 물리학 이론입니다. 플랑크의 양자 가설, 보어 모형, 슈뢰딩거 방정식 등을 포함하며, 에너지 준위, 파동-입자 이중성, 불확정성 원리 등의 핵심 개념을 다룹니다. 이는 현대 화학의 기초를 이루며 원자 구조와 화학 결합을 이해하는 데 필수적입니다. 2. 원자의 전자 구조(Atomic Structure) 원자의 전자 구조는 원자핵 주위에 전자가 배치되는 방식을 설명합니다. 오비탈, 양자수, 전자 배치 규칙(파울리 배타 원리, 훈드 ...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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zeeman 효과2025.05.081. 제만 효과 제만효과는 외부 자기장의 영향으로 원자 에너지 준위의 갈라짐이 나타나는 현상을 말한다. 이 효과는 1895년 로렌츠의 원자 고전 이론에 의해 예상되었으며 수 년 후 제만에 의해 실험적으로 확인되었다. 제만은 자기장에 수직인 경우 스펙트럼선이 3개로 갈라지고 평행인 경우 스펙트럼선이 2개로 갈라지는 현상을 관찰하였다. 후에 스펙트럼선의 더욱 복잡한 갈라짐 현상을 관찰하였으며 이 현상은 Anomalous Zeeman Effect(이상 제만 효과)로 알려져 있다. 이 현상을 설명하기 위해 호우트스 미트와 윌렌베크가 192...2025.05.08
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나노 반도체 입자의 분광학적 성질 실험보고서2025.01.101. 미셀과 역미셀 계면활성제가 일정 농도 이상에서 모인 집합체인 미셀은 소수성 부분이 핵을 형성하고 친수성 부분이 물과 닿는 표면을 형성한다. 반대로 계면활성제가 유기 용매에 녹는 경우에는 친수성 부분이 핵을 형성하고 소수성 부분이 유기 용매가 닿는 표면을 형성하는 역미셀이 생성된다. 역미셀은 나노입자들이 뭉쳐서 침전되는 것을 막고 첨가한 물의 양에 따라 역미셀의 크기를 조절함으로써 만들고자 하는 나노입자의 크기를 생성할 수 있게 해준다. 2. 띠구조(Band Structure) 고체 내에서 원자 수가 많기 때문에 궤도 함수의 수...2025.01.10
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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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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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불꽃 실험을 통한 금속 이온의 특성 확인2025.01.021. 보어의 원자 모형 보어의 원자 모형에 따르면 원자 내에는 전자가 안정적으로 회전할 수 있는 궤도가 있으며, 전자가 궤도 간 이동할 때 에너지를 흡수 또는 방출한다. 이러한 에너지 변화로 인해 원자 스펙트럼이 나타나게 된다. 2. 불꽃 반응 불꽃 반응은 물질이 불꽃 속에서 고유한 색을 나타내는 현상으로, 이는 원자가 들뜬 상태에서 바닥 상태로 돌아올 때 방출되는 에너지가 가시광선 영역의 빛이 되기 때문이다. 각 원소의 불꽃 반응색은 고유하므로 이를 이용해 물질을 식별할 수 있다. 3. 불꽃 실험 결과 분석 이번 실험에서는 10가...2025.01.02
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원자의 구조 결과 보고서2025.11.121. 원자의 구조 원자는 양성자와 중성자로 이루어진 핵과 그 주위를 공전하는 전자로 구성되어 있습니다. 핵은 원자의 중심에 위치하며 대부분의 질량을 차지합니다. 전자는 원자핵 주위의 궤도에서 특정한 에너지 준위를 가지며 존재합니다. 원자의 크기는 주로 전자 궤도의 범위에 의해 결정되며, 같은 원소라도 이온화 상태에 따라 크기가 달라질 수 있습니다. 2. 핵과 전자 원자핵은 양성자와 중성자로 구성되며, 양성자의 개수는 원소를 결정하는 원자번호입니다. 전자는 음의 전하를 가진 입자로 핵의 양의 전하와 정전기적 인력으로 결합되어 있습니다...2025.11.12
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화실기_실험4 Quenching Study with Absorption2025.01.181. 분자의 흡수 및 형광 스펙트럼 분자는 광양자를 흡수하면 보다 높은 에너지 준위로 들뜨고, 안정한 상태에 있지 않은 것은 원상태로 되돌아가려고 한다. 이 때 들뜸 에너지를 방출하는데, 이는 열적에너지로나 화학적 변화나 광양자의 재방출에 의해서 일어날 수 있다. 분자의 흡수 및 형광 스펙트럼을 비교하면 서로 겹치지 않고 거울상 관계에 있으며, 형광 스펙트럼이 더 긴 쪽에서 나타난다. 2. 형광 양자 수득률(Fluorescence Yield, FY) 형광 양자 수득률(FY, ?f)는 흡수된 총 광자수에 대한 형광을 통해 방출된 광자...2025.01.18
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