학문
파울리의 배타 원리를 증명할 수 있는 방법과 위배한다면
파울리의 배타 원리를 증명한다면 어떻게 증명할 수 있을까요?
만약 파울리의 배타 원리를 위배한다면 원자는 존재하지 못하게 되나요? 위배한다면 어떻게 되나요?
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파울리의 배타원리는 직접적으로 증명하기보다 페르미온의 양자 역학에서 자연스럽게 도출된다는 것을 역설하는 것이 좋습니다. 페르미온은 반대칭 파동 함수를 가지는데 이것은 두 페르미온이 동일한 양자 상태를 가질 경우 그 파동 함수가 자동으로 0이 되어 확률 밀도가 없게 되므로 존재할 수 없음을 증명합니다.
파울리의 배타원리를 위배한다면 전자들이 원자 내에서 모두 가장 낮은 에너지 상태인 1s 궤도에 쌓이게 됩니다. 이렇게 되면 원자와 분자가 현재와는 매우 다른 방식으로 구성될 것이며 전자들의 에너지 준위 차이에 의해 발생하는 여러 화학적 특성과 작용이 달라질 것입니다. 원자의 안정적인 구조와 분자의 다양성은 원리에 의해 결정되므로 위배된다면 현재 우리가 알고 있는 형태의 물질 세계는 존재할 수 없습니다.
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