본문 바로가기
반응형

2020 물리학I21

[2015 개정 물리학1] 자기장과 자기력선 1. 자기장의 활용가치 상어는 평상시에 햇빛이 잘 들지 않는 수심 150m 아래서 활동하다가 배가 고프면 표층해수대로 진입한다. 깊은 바다에 사는 해양 생물들은 깜깜한 곳에 살기 때문에 시각에만 의존할 수는 없다. 또 다른 감각이 필요하다. 상어는 전자기 신호를 감지하여 먹이를 포획한다. 하지만 상어 말고도 다른 해양 생물들도 전자기 신호를 감지한다. 2012년 독일의 한 연구팀은 송어들이 어떻게 매년 똑같은 산란지를 찾아오는지 밝히기 위한 실험을 했다. 이들은 어두운 물속에서 방향을 찾는 송어의 능력이 상어와 유사할 것으로 판단하여 송어 콧등에 난 검은 돌기와 관련이 있을 것이라고 짐작했다. 그리고 이 돌기들이 자철광을 함유하고 있다는 사실을 발견했다. 달리 말하면 송어의 돌기는 나침반의 바늘처럼 작동.. 2020. 8. 18.
[2015개정 물리학1] 반도체와 P-N 접합 순수한 반도체는 전류가 잘 흐르지 않지만 인공적인 조작을 가하여 전기 전도도를 증가시킬 수 있는 특징이 있다. 이러한 특성을 이용하여 반도체 소자는 텔레비전, 컴퓨터, 스마트폰 등 대부분의 전자 제품에 쓰이고 있다. 1. 불순물 반도체 파울리 배타 원리에 따라 전자 하나는 하나의 양자 상태(궤도 양자수, 각운동량 양자수, 스핀 양자수 모두 고려한 양자 상태)에만 채워질 수 있다. 따라서 규소 원자 내의 14개 전자는 왼쪽 그림과 같이 가장 낮은 에너지 준위부터 차례대로 채워지며, 가장 바깥쪽 궤도에 존재하여 비교적 화학 결합의 참여에 용이한 4개의 전자를 원자가 전자라고 한다. 순수한 반도체를 이루는 저마늄(Ge), 규소(Si) 원자 모두 원자가 전자를 4개 가지고 있다. 각각의 규소 원자들은 인접 규소.. 2020. 7. 23.
[2015개정 물리학1] 고체의 에너지띠 이론 금속에서 전류를 전도하는 능력만큼 크게 변하는 특성은 없다. 이처럼 전류가 얼마나 잘 흐르는지를 나타내는 물질의 특성을 전기 전도성이라 하며, 물질의 전기 전도성을 정량적으로 나타내는 물리량을 '전기 전도도'라 한다. '전기 전도도'는 비저항의 역수와 같다. 온도가 일정할 때 물체의 저항 R은 물체의 길이 L에 비례하고, 단면적 A 에 반비례한다. 이때 비례 상수 p를 비저항이라 하며, 이 비저항이 큰 물 질일수록 전류가 잘 안흐른다는 것을 의미하므로 비저항은 전기전도도와 반비례 관계이다. 이처럼 물질은 전기적 성질에 따라 도체, 반도체, 절연체로 분류된다. 그렇다면 무엇 때문에 다이아몬드는 절연체로, 구리는 도체로, 그리고 실리콘은 반도체로 되는가? 그에 대한 답은 고체의 에너지띠 이론을 배운다면 설명.. 2020. 7. 23.
[2015개정 물리학1] 보어의 원자모형과 수소 원자의 선 스펙트럼 진폭과 파장이 동일한 두 파동이 서로 반대 방향으로 진행하여 중첩된 결과, 어느 방향으로도 진행하지 않은 것처럼 보이는 파동을 '정상파'라 한다. 정상파의 마디 양 끝 부분은 역학적으로 차폐되어있기 때문에 공기나 외부 저항이 없는 이상적인 상황이라면 계속 같은 진동수와 진폭으로 진동하게 되며, 이는 파동의 에너지는 소실되지 않는다는 것을 의미한다. 보어는 이 정상파에 착안하여 수소 원자의 안정성을 설명하는 자기만의 개념을 만들어낸다. 1. 보어의 전자 궤도 의의 - 원자의 안정성 설명 보어는 에너지를 잃지 않는 원자 내의 특정 궤도가 있음을 가정했고, 이러한 궤도에 있는 전자는 에너지를 방출하지 않는 정상 상태에 있다는, 그때 당시에는 받아들이기 힘든 막무가내 무논리 전제를 주장한다. 즉 전자는 원자 내.. 2020. 7. 21.
반응형

티스토리툴바