양자(quantum)와 양자 역학(quantum mechnics)에 대한 짧은 개념

양자(quantum)와 양자 역학(quantum mechnics)에 대한 짧은 개념

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양자 역학이란 학문을 설명하기 전에 먼저 양자(quantum)란 무엇일까요?

 

 

먼 그리스 시대부터 사람들은 ‘물질을 잘게 쪼개면 결국에는 어떻게 될까?’에 대해 의문을 가졌었고, 그 결과 한때나마 더 이상 쪼갤 수 없는 물질인 '원자(atom)'에 도달한다고 결론을 지었습니다.

 

 

그러나 현대에 와서 원자도 더 잘게 쪼갤 수 있다는 것이, 즉 원자보다 더 작은 입자가 있다는 것이 밝혀졌습니다.

 

 

원자보다 더 작은 입자, 즉 전자, 양성자, 중성자, 광자(photon), 그보다 더 작은 소립자 등..., 이들을 총칭하여, ‘양자’라고 합니다.

 

 

 

이제 양자 역학(quantum mechnics)을 간단히 설명하면, 물질을 구성하는 최소 단위인 양자가 어떻게 행동하는지를 연구해서(즉 양자의 운동과 에너지), 그 결과를 ‘수학적’으로 설명하고 증명하는 학문 분야라고 할 수 있습니다.

 

 

이 때문에 양자 역학 전공 서적을 들여다보면, 수학책인지 과학책인지 구분이 안 될 정도입니다. 참고로 양자 화학에서는, 연구 대상이 전자(electron)와 광자(photon=빛)에 국한합니다.

 

 

더 이상 양자 역학에 대한 설명은 짧은 글로는 불가능하기에 여기서 마치겠습니다.

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/17134 ] 양자역학이 연구하는 세계

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7108 ] 파동방정식과 오비탈

 

 

 

[키워드] 양자란, 양자의 정의 기준문서, 양자의 개념 기준문서, 양자역학 기준문서

 

 

 

[참고] 19세기(1800년대)까지

고전 역학(= Newton 역학 + Maxwell의 전자기학)은

모든 자연 현상을 설명할 수 있다고 생각했었다.

거의 성서(Bible)와 동급이었다. 그런데...

 

흑체 복사(black-body radiation)와 광전 효과(photoelectric effect)는

고전 역학으로 전혀 설명할 수 없었다.

 

둘 다 ‘빛’의 불가사의한 행태(behavior and form)

( ∵ 고전 역학으로 설명 불가해서 )

와 관련된 현상으로, 이들 현상을 설명하는 과정에서 양자 역학이 탄생하게 되었다.

 

 

 

[참고] 양자역학(quantum mechanics)에서 ‘양자(量子)’로 번역된 영어의 quantum은 양을 의미하는 quantity에서 온 말로, 무엇인가 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는 것을 가리키는 말이다. ‘역학(力學)’은 글자 그대로는 ‘힘의 학문’이지만, 실제로는 ‘이러저러한 힘을 받는 물체가 어떤 운동을 하게 되는지 밝히는 물리학의 한 이론’이라고 할 수 있다. 간단히 말해 ‘힘과 운동’ 또는 ‘에너지와 운동’의 이론이다. 따라서 양자역학이란 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는 것이 이러저러한 힘을 받으면 어떤 운동을 하게 되는지 밝히는 이론이라고 할 수 있다.

[출처: 네이버 지식백과] 양자역학 - 양자의 세계가 열리다 (물리산책)