양자장론 · 응집물질물리학 과학자 드브로이 · 디랙 · 벨 · 보른 · 보스 · 보어 · 봄 · 빈 · 살람 · 슈뢰딩거 · 에렌페스트 · 에버렛 · 요르단 · 위그너 · 조머펠트 · 크라머르스 · 파울리 · 파인먼 · 폰 노이만 · 플랑크 · 하이젠베르크 v. d. e. h 파동 - 입자 이중성 ( [UNK] 動 [UNK] 子 二 重 性, wave - particle duality ) 은 양자역학에서 모든 물질이 입자와 파동의 성질을 동시에 지니는 성질이다. 고전역학에서는 파동과 입자가 매우 다른 성질을 지니지만, 양자역학에서는 두 개념을 하나의 개념으로 통합한다. 역사적으로 파동 - 입자 이중성은 빛이 과연 입자인지, 아니면 파동인지에 대한 논란으로부터 비롯되었다. 빛이 두 가지 성질을 모두 지닌다는 사실이 실험을 통해 증명되었고, 이후 빛 뿐만이 아니라 다른 모든 물질도 입자와 파동의 성질을 둘 다 지닌다는 사실이 발견되었다. 목차 1 역사 2 빛의 이중성 2. 1 이중 슬릿 실험 2. 2 광전효과 3 물질의 이중성 3. 1 물질파 3. 2 전자의 이중 슬릿 실험 4 양자역학의 해석 4. 1 코펜하겐 해석 4. 2 드브로이 - 봄 이론 4.
서울 해석 [ 편집 ] 1986년부터 장회익과 여러 한국의 물리학자, 철학자들이 모여서 만들어가고있는 해석으로서 현재까지도 발전해나가고있는 해석이다. 이 해석의 장점은 상보성 원리나 불확정성 원리 등을 도입하지 않고 양자역학을 이해하려고 시도한다는 것이다. 이 해석을 간단히 정리하자면, 물리적인 대상에는 확률이 존재하지 않고 인식에만 확률이 존재한다는 것이다. 그리고 측정하는 순간 세계가 늘어나는 것이 아니라 불연속적으로 새로 시작한다고 보는 것이다. 이처럼 양자역학은 뉴턴 이후부터 이제까지 물리학자들이 가진 결정론적 사고 - 물리법칙으로 모든 미래를 예측할 수 있다 - 가 맞는 것인지에 대해 다시 한번 생각하게끔 만들어주었다. 양자역학의 여러 논쟁들과 해석들은 매우 철학적이다. 하지만 과학계에서는 철학적인 논의는 뒤로 하고, 일단 이론을 적용하여 계산하였을 때 많은 현상들을 예측할 수 있었기 때문에 일단 양자역학을 받아들이고 그 활용에 더 집중하고 있다. 각주 [ 편집 ] ↑ [UNK], 《 철학적 사고로 배우는 과학의 원리 》 ↑ 이은경 ( 2000년 10월 ). " 빛과 물질의 이중성 ". 《 과학동아 》. 더 이상 지원되지
모든 물질은 입자성과 파동성을 동시에 가지고 있다. 다만 파동으로 생각했던 빛이 입자라는 사실이 먼저 밝혀진 것이다. 입자라고 생각한 전자가 파동임을 보인 것은 프랑스의 루이 드 브로이이다. 그는 1924년, 모든 물질은 파동의 성질을 가지고 있다고 주장하고 물질마다의 파동을'물질파'라고 주장하였다. 1927년에 미국의 데이비슨이 실험적으로 전자에 파동적 성질이 있다는 것을 증명하였다. 모든 물질에 파동성이 있지만 그것을 확인하기 힘든 이유는 파장이 매우 짧기 때문이다. 정확한 계산은 밑의'드 브로이 물질파'설명을 참고하도록 한다. 물질파 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 물질파입니다. 물질파란 물질마다 가진 파장을 의미한다. 이는 이론 물리학자인 드 브로이가 발표한 논문에서 나오는 것으로, 이 논문의 주 내용은 모든 물질은 파동성과 입자성을 동시에 가지며, 그 파장은 입자의 운동량에 반비례하고 진동수는 입자의 운동에너지에 비례한다는 것이다. [ 4 ] 물질파 파장은 다음과 같이 나타내진다. [UNK] = h m v { [UNK] displaystyle [UNK] lambda = { [UNK] frac { h } { mv } } } 여기서 [UNK] { [UNK] displaystyle [UNK] la
는 1961년에서야 독일의 클라우스 옌손 ( 독일어 : Claus [UNK] ) 이 확인하였다. 이렇게 입자로 생각되던 전자를 파동으로 생각해보는 발상의 전환으로 간섭무늬 등 기존의 이론으로는 설명할 수 없었던 전자의 여러 현상을 깔끔하게 설명해낼 수 있었다. 빛의 이중성 [ 편집 ] 빛의 정체에 대한 논의는 아주 오래전부터 계속되었다. 위의'역사'부분에서도 언급하였듯 고대의 데모크리토스, 아리스토텔레스부터 르네 데카르트, 아이작 뉴턴, 크리스티안 하위헌스, 토머스 영, 제임스 클러크 맥스웰, 하인리히 루돌프 헤르츠, 알베르트 아인슈타인에 이르기까지 많은 과학자들이 빛의 정체에 대해 논쟁하였고, 현재는 빛이 입자적 성질과 파동적 성질을 모두 가지고 있다고 설명한다. 아인슈타인은 광자의 에너지가 광자의 진동수에 비례함을 보였다. 즉, 입자적 성질을 가진 광자가 파동이 가지는 성질인 진동수를 동시에 표현하였다. 이중 슬릿 실험 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 이중 슬릿 실험입니다. 단일 슬릿 실험 결과와 이중 슬릿 실험 결과 이중 슬릿 실험은 토머스 영이 한 실험으로 빛의 간섭무늬를 관찰하여 빛의 파동설을 강력하게 뒷받침한 실험이다. 이후 이 실험은 빛 뿐 아니
광전효과 3 물질의 이중성 3. 1 물질파 3. 2 전자의 이중 슬릿 실험 4 양자역학의 해석 4. 1 코펜하겐 해석 4. 2 드브로이 - 봄 이론 4. 3 다세계 해석 4. 4 서울 해석 5 각주 6 같이 보기 7 참고 자료 8 외부 링크 역사 [ 편집 ] 물질의 파동 - 입자 이중성에 대한 논의는'빛'에 대한 논의로부터 시작되었다. 데모크리토스는 빛은 입자이라고 주장하였고, 아리스토텔레스는 사원소설의 체계 안에서 빛은 파동이라고 주장하였다. 이후 이븐 알하이삼은 빛의 굴절과 반사 등의 현상에 기반하여 저서 《 광학 》 ( 아랍어 : [UNK] [UNK], 1021 ) 에서 빛이 입자라고 주장하였다. 르네 데카르트는 저서 《 세계 》 ( 프랑스어 : Le Monde, 1633 ) 에서 빛은 파동이라고 주장하였다. 17세기에 아이작 뉴턴은 저서 《 광학 》 ( Opticks, 1704 ) 에서 빛은 작은 입자의 흐름이라고 하며 미립자설을 주장했다. 반면 동시대 사람인 크리스티안 하위헌스 · 로버트 [UNK] 등은 빛은 파동이라고 주장하였다. 특히 [UNK]'빛을 향해 빛을 쏘아도 충돌하지 않고 통과한다'[ 1 ] 는 실험결과를 통해 빛은 파동일 수 밖에 없다고 주장하
tyle [UNK] hbar } : 플랑크 상수 이 원리는 양자역학을 위해 새로 만들어낸 것이 아니라 양자역학의 통계적 해석으로부터 얻어진 결과이다. [ 8 ] 이 오차보다 줄어들 수 없는 이유에 대한 한가지 견해는'관측'을 할 때 관측대상에게 아무런 영향을 주지 않는 것이 불가능하기 때문이다. 예를 들자면, 전자기파로 어떤 대상을 관측할 때 위치를 정확하게 알아내기 위해 짧은 파장을 이용하게되는데 파장이 짧아질수록 전자기파의 에너지가 커지기 때문에 전자기파의 운동량은 점점 더 불확실해지고 그 측정값의 오차가 점점 더 커지게 된다. 따라서 위치와 운동량의 측정값 곱은 어느 한계치보다 작아질 수 없다 코펜하겐 해석은 여러 과학자들의 비판을 받아왔다. 그 중 한가지 이유는 우리가'관측'을 하는 행위가 너무 중요해서 그로 인해 세상이 결정된다는 것은 너무 말도 안되는 이야기라고 생각되었기 때문이다. 아인슈타인은'누군가 달을 보고 있을때만 달이 존재하는가 그렇지 않을 것이다'라며 끝까지 이 해석을 받아들이지 못하고, 여러 사고실험, 특히'EPR 역설'로 이 해석에 반기를 들었다. 하지만 이후'벨의 부등식
[UNK] alpha } 위의 식들을 정리하면 다음과 같은 관계식을 얻을 수 있다. x = [UNK] s [UNK] d / a { [UNK] displaystyle x = [UNK] Delta s [UNK] cdot d / a } 그리고 x가 제일 밝은부분으로부터 그 다음 밝은 부분까지의 거리라고 하였으니, 보강 간섭이 일어나는 곳이다. 즉 이 x가 파장의 정수배 ( 이 경우에는 n = 1 ) 가 된다는 의미이다. x = n [UNK] { [UNK] displaystyle x = n [UNK] lambda } 마지막 두 식을 이용하면 우리가 알고있는 값들 ( a, d, x, [UNK] s { [UNK] displaystyle [UNK] Delta s } ) 로 파장을 알아낼 수 있다. 양자역학의 해석 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 양자역학의 해석입니다. 이중 슬릿 실험, 특히 관측의 유무에 따라 광자, 혹은 전자의 특이한 행동 - 관측하지 않으면 파동처럼, 관측하면 입자처럼 행동 - 을 설명하기 위해 여러가지 접근이 시도되었다. 그리고 그것을 조금 더 확장하여 이중 슬릿 실험에서 뿐 아니라 고전 역학으로 쉽게 설명되지 않는 여러 현상들이 어떠한 물리적인 의미를 가지게 되느냐에 대해서도 논의하게 되었고, 그로 인해'양자역학'
파동으로 보고 그에 따라 간섭무늬를 나타낸다고 할 때에는 쉽게 설명이 되었다. 즉 밝은 부분은 보강간섭을, 어두운 부분은 상쇄간섭을 한다고 생각하면 간단히 설명이 되었다. 이중 슬릿에 아주 약한 빛을 쏘아 보낸다. 그러면 스크린에는 빛의 위치가 점과 같이 하나씩 표시가 된다. ( 빛의 입자성을 보여주는 듯 함 ) 이 과정을 계속하면 처음에는 스크린에 점으로 관찰되다가 오랜 시간이 지나면 전체 형태가 파동의 간섭무늬와 같아진다. 이 현상을 설명하기 위해 사람들은 빛이 스스로와 간섭을 한다는 이상한 결론을 내렸다. [ 3 ] 위의 2 - 2 실험을, 각 슬릿 옆에 관측기를 설치하여 매번 빛이 어느 슬릿을 통과했는지 관찰하게되면 결과는 달라진다. 처음에는 점과 같이 스크린에 표시가 되지만 이후 그 점들을 모두 모으면 앞의 2 - 2의 결과와는 다르게 거시적으로 간섭무늬를 관찰할 수 없게 된다. 다시 한번 정리해보겠다. 2 - 1의 결과를 입자설로 설명을 하자면 처음에 스크린에 점과 같은 모양이 나오는 것은 당연한 것이며, 여러 입자가 동시에 두 슬릿을 통과하면서 서로 충돌하는데 그 경로가 스크린에 파동의 간섭무늬와 같은 모양을 나타내
모형 상자 속 입자 · 유한 퍼텐셜 우물 · 퍼텐셜 단 · 중심 퍼텐셜 속 입자 양자 조화 진동자 ( 사다리 연산자 · 결맞는 상태 · 후시미 표현 · 글라우버 - [UNK] 표현 ) 보스 기체 · 페르미 기체 ( 파울리 배타 원리 ) · 교환 연산자 스핀과 전자기 상호작용 각운동량 연산자 ( 총 각운동량 양자수 ) · 클렙슈 - 고르단 계수 · 스피너 아로노프 - 봄 효과 · 기하학적 위상 · 양자 홀 효과 ( 란다우 준위 ) 제이만 효과 · 슈타르크 효과 산란과 섭동 이론 산란 이론 · 산란 행렬 산란 진폭 · 산란 길이 위그너 - 에카르트 정리광학 정리 · 보른 근사 부분파 방법 리프먼 - 슈윙거 방정식 실험 이중 슬릿 · 데이비슨 - 거머 · 슈테른 - 게를라흐 · 벨 부등식 · 슈뢰딩거의 고양이 양자 측정과 해석 드브로이 - 봄 이론 · 정합적 역사 해석 · 코펜하겐 해석 · 앙상블 해석 · 숨은 변수 이론 · 다세계 해석 · 객관적 붕괴 해석 · 양자 논리 · 관계 양자 역학 · 추계적 해석 · 교류 해석 · 서울 해석 응용 양자 정보 과학 · 양자 컴퓨터 · 양자장론 · 응집물질물리학 과학자 드브로이 · 디랙 · 벨 · 보른 · 보스 · 보어 · 봄 · 빈 · 살람 · 슈뢰딩거 · 에렌페스트 ·
파동 - 입자 이중성 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 파동 - 입자 이중성 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 양자역학 [UNK] x [UNK] p [UNK] [UNK] 2 { [UNK] displaystyle [UNK] Delta x [UNK], [UNK] Delta p [UNK] geq { [UNK] frac { [UNK] hbar } { 2 } } } 불확정성 원리 개론 · 수학적 공식화 · 역사 기본 개념 양자 상태 ( 파동 함수 · 밀도 행렬 · 위그너 함수 ) · 힐베르트 공간 · 브라 - 켓 표기법 확률 진폭 · 확률 흐름 양자 중첩 · 양자 얽힘 ( 얽힘 엔트로피 ) 상보성 · 파동 - 입자 이중성 불확정성 ( 양자 요동 · 가상 입자 ) 양자화 ( 기하학적 양자화 ) · 양자수 시간 변화와 대칭 해밀토니언 · 바닥 상태 ( 영점 에너지 ) · 들뜬 상태 · 에너지 준위 · 겹침 ( 물리학 ) 슈뢰딩거 묘사 ( 슈뢰딩거 방정식 ) · 하이젠베르크 묘사 · 상호작용 묘사 에렌페스트 정리 · 터널 효과 ( 투과 계수 ) 경로 적분 · 초선택 규칙 위그너 정리 · 시간 역전 대칭 장난감 모형 상자 속 입자 · 유한 퍼텐셜 우물 · 퍼텐셜 단 · 중심 퍼텐셜 속 입자 양자 조화 진동자 ( 사다리 연산자 · 결맞는 상태 · 후시미 표현 · 글라우
파동-입자 이중성(波動粒子二重性, wave-particle duality)은 양자역학에서 모든 물질이 입자와 파동의 성질을 동시에 지니는 성질이다. 고전역학에서는 파동과 입자가 매우 다른 성질을 지니지만, 양자역학에서는 두 개념을 하나의 개념으로 통합한다. 역사적으로 파동-입자 이중성은 빛이 과연 입자인지, 아니면 파동인지에 대한 논란으로부터 비롯되었다. 빛이 두 가지 성질을 모두 지닌다는 사실이 실험을 통해 증명되었고, 이후 빛 뿐만이 아니라 다른 모든 물질도 입자와 파동의 성질을 둘 다 지닌다는 사실이 발견되었다.