양자역학이란 것은 무엇일까요?

Question

양자역학에 대해서 블로그도 찾아보고 유튜브영상 및 티비프로그램도 자주 봤는데 원자에 대한 얘기 까지만 이해가 되고 더이상은 진도가 나가지를 않습니다. 간단하게 설명해주실 분이 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

분자, 원자, 전자, 소립자 등 미시적인 계의 현상을 다루는 즉, 작은 크기를 갖는 계의 현상을 연구하는 물리학의 분야입니다.

그 특징으로는,
첫째, 양자 중첩 현상으로서, 하나의 양자 안에 0과 1이라는 두 가지 상태가 동시에 존재이다.
둘째, 불확정성의 원리로서, 관찰자의 관찰 행위가 양자의 상태 값에 영향을 주기 때문에, 양자의 속도와 위치를 동시에 측정하는 것이 불가능하다.
등이 있습니다.

감사합니다.

Answer 2

양자역학은 간단히 설명할 수 있는 학문은 아닙니다.

일반 물리학부 3학년 내내 양자역학의 기본을 수강합니다.

양자역학과 고전역학의 큰 차이는 확률입니다.

고전역학에서는 물체의 속도와 질량, 힘을 알 수 있으면 어떤 시간에 이 물체가 어디에 있는지 정확히 알 수 있습니다.

하지만 양자의 세계에서는 오직 확률로만 물체가 어디에 있는지 분석할 수 있습니다.

이것을 연구하고 계산하는 것이 양자역학입니다.

Answer 3

양자역학은 원자단위에서 발생하는 현상을 설명하기 위한것입니다.

원자는 원자핵과 전자로 이루어져있습니다. 그런데 전자가 원자핵 주변에 어떤 형태로 어떻게 운동하고 있는지 설명하고 싶다고 생각해보죠.

흔히 잘 알고있는 예시로 사과가 땅으로 떨어진다는 중력을 받아 사과가 땅으로 떨어진다를 설명할 수 있죠. 이것이 고전역학입니다. 무거운 짐을 들기위해선 물체의 중력만큼의 힘이 필요하죠.

하지만 원자 세계에서는 원자핵 주변으로 전자가 돌고있다를 기술하기위해서는 중력, 만유인력으로 설명이 되지 않습니다. 양자역학으로 설명이 가능하죠.

양자역학에서 설명하는 현상들에 대해서 알고자하면 양자역학과 관련된 책이나 유튜브를 보면 도움이 될듯합니다. 원자세계에서는 우리가 흔히 경험하는 세계와는 다른 현상이 일어나고 쉽게 받아들일 수 없는 현상들이 많이 있습니다.