물리전자 5주차

Deterministic System

  어떤 입자들의 움직임을 예측할 수 있다는 것이 고전 역학 중 Deterministic System 입니다. 이를 관찰하는 관찰자는 시스템에 영향을 미치지 않는 객관적인 존재입니다. 또한 수동적인데 이는 전자의 구조나 움직임을 직접 변형시킬 수 없기 때문입니다. 물리적인 현상들이 독립적으로 (관찰자가 있든 없든) 일어납니다. 그러한 세계를 어떠한 것도 물리적인 현상을 간섭할 수 없는 objective reality이라고 합니다. 

양자역학 

  이 실험에서 예상과 다르게 나와 고전역학으로선 풀 수 없다는 것을 깨닫고 양자역학을 도입하게 되었습니다. 고전역학과 반대로 관찰자가 물리적 현상에 영향을 미칩니다. subjective reality라고 합니다.

  관찰자의 영향을 받기 때문에 그 원자에 대해 고유한 측정(예측)이 불가능하다는 것이 Uncertainty Principle(불확실성의 원리)입니다. 전자의 momentum(운동량)을 알아보기 위해 살짝 쳐야 합니다. 그러나 이는 순수하게 전자의 운동량을 측정할 수 없습니다. 즉, 위치를 정확하게 확인하고 싶다면 운동량을 정확하게 측정하는 것을 포기해야 하고 그 역도 마찬가지입니다. 위의 식을 다르게 나타내면 다음과 같습니다.

  측정하는 값을 정확하게 할수록 주변요소가 관여하는 영향력이 커집니다. 어떠한 정확도를 감소 시키기 위해서는 원자 자체의 효과를 감소시켜야합니다. 플랑크 상수가 매우작기 때문에 일상생활에서 불확실성의 원리를 볼 수 없습니다. 에너지를 정확하게 측정하는 것은 시간과 관련이 있습니다. ΔE가 0이면 정확하게 측정할 수 있지만 시간이 무한대가 되기 때문에 이는 현실적으로 불가능합니다.

출처 : 교수님의 강의자료