전기전력공학25 양자역학의 확률과 일반적인 확률은 같을까? (슈뢰딩거의 고양이, 이중슬릿 실험) 슈뢰딩거의 고양이(Schrödinger's cat)는 1935년에 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보이기 위해서 고안한 사고 실험이다. 기원과 의의 자신이 만든 파동방정식의 해(파동함수)가 확률을 뜻한다고 막스 보른(Max Born)이 주장하자 물리학에 불확정성이 도입된 것에 대해 반발해 고안된 사고실험이다. 즉, 코펜하겐 해석의 비상식적인 면을 드러내어 비판하고자 하는 목적의 실험이다. 양자역학의 특징을 설명하는 대표적인 예시로 흔히 사용된다. 양자역학에 의하면, 미시적인 세계에서 일어나는 사건은 그 사건이 관측되기 전까지는 확률적으로밖에 계산할 수가 없으며 가능한 서로 다른 상태가 공존하고 있다고 말한다. 슈뢰딩거가 제안한 이 사고 실험은 우연적으로 일어나는 미시적인 사건.. 2025. 5. 24. 코로나 방전, 크룩스관, 진공관에 대해 알아보자 코로나 방전 도체 주위의 유체 이온화로 인해 발생하는 전기적 방전이다. 전위 경도(전기장의 세기)가 특정 값을 초과하지만 완전한 절연 파괴나 아크를 발생하기에는 불충분한 조건일 때 발생한다. 코로나는 공기와 같은 중성 유체 속의 높은 전위의 전극으로부터 발생한다. 주로 지속적인 전류에 의한 반응으로 유체가 전극 주위에 플라스마를 형성하도록 이온화되는 반응이다. 생성된 이온은 결국 낮은 전위인 주변 지역에 전하를 넘겨주거나 재결합하여 중성 기체 분자를 형성한다. 전위 기울기(전기장)가 유체의 임계점보다 충분히 크면 그 점에서 유체는 이온화한다. 전도성을 띠게 된다. 만약 대전된 물체에 뾰족한 점이 있다면, 그 점 주위의 공기는 다른 곳보다 높은 전위경도를 띠게 된다. 전극 주위의 공기는 부분적으로 전도성.. 2025. 5. 23. 자기부상열차에 대해 알아보자 자기부상열차 자기부상열차는 전기로 발생한 자기력으로 레일에서 낮은 높이로 부상(떠서)해서 바퀴 마찰이 없이 직접 차량을 추진시켜 달리는 열차이다. 기존 전기철도는 바퀴와 레일의 마찰을 통해서 차량을 전진시키는 방식을 취하고 있다. 속도가 빨라질 경우 차륜(바퀴)이 레일에 밀착되지 않아서 공회전한다. 이런 이유로 초고속 주행에 부적합하기 때문에 상대적으로 더 빠른 속도를 내기 위해 개발한 것이 자기부상열차다. 독일이 1969년부터 개발을 시작하여 1971년 Prinzipfahrzeug이 처음으로 유인 주행에 성공했다. 이후 일본, 대한민국 순으로 개발을 시작했다. 장점으로는 곡선 주행 시 안전하며 차체가 궤도를 감싸는 안전한 구조로 일반적으로 탈선 가능성이 거의 없다. 바퀴가 없기 때문에 마찰 저항이 거의.. 2025. 5. 23. 초전도 이론과 역사에 대해 알아보자 초전도 이론 초전도 이론은 확정된 것이 아니고 완전하게 열려있는 상황이다. 초전도체의 원리를 설명하기 위해 많은 노력이 있어 왔다. 1950년대에 이론 응집물질물리학자들은 한 쌍의 중요한 이론에 의해 일반적인 초전도체에 대한 확고한 이해에 도달했다고 생각했었다. 이 두 이론은 현상론적인 긴즈부르크-란다우 이론(1950)과 미시적인 BCS 이론(1957)이다. 1986년 bcs이론에서 불가능하다고 여겨졌던 30K 이상의 임계온도를 가지는 초전도체가 발견된 이후 bcs 이론에 대한 의문이 커졌다. 그러므로 고온초전도체는 물론이고 금속 초전도체에도 적용될 수 있느냐 하는 의문이 있다. 에너지 띠틈 초전도체에서는 페르미 에너지 준위를 기준으로 약간 위와 약간 아래에 전자가 존재할 수 있는 영역이 한정적으로 허용.. 2025. 5. 20. 중력탐사 위성 기술에 쓰이는 초전도 상전이, 마이스너 효과, 런던 모멘트에 대해 알아보자 초전도 상전이 일반 초전도체는 포논의 교환에 의한 전자쌍의 형성으로 설명되지만, 최근 발견된 고온 초전도체에 대해서는 이 설명이 맞지 않는다. 초전도 상태는 물질의 온도가 Tc(초전도 상전이가 일어나는 임계 온도) 이하로 내려갈 때 나타난다. 임계 온도의 값은 물질에 따라 다르다. 고온 초전도체가 아닌 일반 초전도체들은 보통 20K에서 1K 이하까지의 값을 가진다. 고체 수은은 4.2K의 임계 온도를 가진다. 현재까지 발견된 고온 초전도체가 아닌 일반 초전도체들의 임계온도는 2001년에 발견된 이붕화 마그네슘에서 보이는 39K가 최고이다. 단 이 물질이 보여준 성질 때문에 이붕화 마그네슘을 일반 초전도체로 분류할 것이냐에 대해서는 논란이 있다. 구리계 초전도체는 훨씬 높은 임계 온도를 가지는데, 최초로 .. 2025. 5. 20. 자기부상열차 기술인 초전도 현상과 초전도체에 대해 알아보자 초전도 현상 초전도 현상(superconductivity)은 임계 온도(critical temperature, Tc) 이하의 초저온에서 금속, 합금, 반도체 또는 유기 화합물 등의 전기 저항이 갑자기 0이 되는 현상이다. 전류가 저항 없이 흐르고 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성하는 반자성(diamagnetism)을 띄게 되는 현상을 가리킨다. 이러한 초전도 현상이 일어나는 물질을 초전도체(superconductor)라고 부른다. 초전도 현상이 일어나는 물질은 외부 자기장을 밀쳐내거나 전기 전류가 흐르는데 저항이 발생하지 않는 등의 성질을 보인다. 대체로 그 물질의 온도가 영하 240˚C 이하로 매우 낮거나 구리나 은과 같은 도체의 경우 불순물이나 다른 결함으로 인해 저항이 어느 값 이상으로 감소하.. 2025. 5. 19. 이전 1 2 3 4 5 다음
