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Study147

118. LED는 왜 다양한 색으로 빛날까? 양자 에너지 준위로 풀어보기 LED는 왜 다양한 색으로 빛날까? 양자 에너지 준위로 풀어보기 서론: 우리 주변의 LED, 그 색깔은 어디서 오는 걸까?현대 사회에서 LED는 조명, 디스플레이, 신호등 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 스마트폰 화면부터 TV, 냉장고 내부 조명, 심지어 거리의 간판까지 LED가 없는 곳을 찾기 어려울 정도입니다. 그런데 이 LED는 왜 파란색, 빨간색, 초록색 등 다양한 색으로 빛날 수 있을까요? 단순히 전기만 흐르면 불이 켜진다고 생각할 수도 있지만, 이 질문은 단순한 기술의 문제가 아닙니다. 실제로는 아주 미세한 세계, 즉 양자역학(quantum mechanics)의 법칙에 따라 색이 정해집니다. 특히 "양자 에너지 준위"라는 개념을 통해, 우리는 빛의 색을 결정하는 원리를 이해할 수 .. 2025. 4. 5.
117. 양자역학과 고전역학은 어떻게 다를까? 현실 세계를 해석하는 두 시선 양자역학과 고전역학은 어떻게 다를까? 현실 세계를 해석하는 두 시선 서론: 우리가 보는 세계는 정말 확정적인가?우리는 일상에서 물건이 떨어지고, 자동차가 움직이며, 태양이 떠오르는 모습을 보며 살아갑니다. 이런 세상의 움직임은 대부분 '고전역학(classical mechanics)'이라는 이론으로 설명됩니다. 뉴턴이 만든 이 체계는 수백 년 동안 자연의 법칙처럼 여겨져 왔고, 실제로 거의 모든 공학적 설계나 천체 운동 예측에 적용되고 있습니다. 그런데 20세기 초, 이 세계를 더 깊이 들여다보면 전혀 다른 법칙이 존재한다는 사실이 드러났습니다. 전자, 광자, 원자 수준의 미시세계에서는 뉴턴의 법칙이 통하지 않는다는 겁니다. 이 영역을 설명하기 위해 등장한 것이 바로 '양자역학(quantum mechani.. 2025. 4. 4.
115. 호킹 복사란 무엇인가? 블랙홀도 사라질 수 있다는 양자역학의 경고 호킹 복사란 무엇인가? 블랙홀도 사라질 수 있다는 양자역학의 경고 서론: 블랙홀은 정말로 아무것도 빠져나올 수 없는가?블랙홀은 우주에서 가장 극단적인 천체로 알려져 있습니다. 그 내부 중력은 빛조차도 탈출할 수 없을 정도로 강력하죠. 그래서 우리는 블랙홀을 모든 것을 빨아들이기만 하는, 우주의 감옥 같은 존재로 이해해 왔습니다. 이러한 개념은 오랜 시간 동안 물리학계의 정설로 받아들여졌습니다. 그러나 1974년, 물리학자 스티븐 호킹은 이 상식을 정면으로 뒤엎는 주장을 제시합니다. 블랙홀도 '복사(radiation)'를 하며, 그 결과로 질량을 잃고 결국에는 '증발(evaporation)'한다는 것이었죠. 이 이론은 '호킹 복사(Hawking Radiation)'라고 불리며, 양자역학과 일반상대성이론이 .. 2025. 4. 2.
114. 일상 속 반도체의 양자 비밀: 전자기기의 작동 원리를 파헤치다 일상 속 반도체의 양자 비밀: 전자기기의 작동 원리를 파헤치다 서론: 켜짐과 꺼짐, 그 이면의 세계스마트폰을 켜고, 컴퓨터를 부팅하고, 텔레비전을 리모컨으로 조작하는 일은 이제 너무도 일상적인 행위입니다. 하지만 이 단순한 "켜짐"과 "꺼짐"의 이면에는 매우 복잡한 과학적 원리가 숨어 있습니다. 특히 이 모든 작동의 중심에는 바로 '반도체'라는 존재가 자리하고 있습니다. 반도체는 단순히 작은 부품이 아니라, 현대 정보화 사회를 가능하게 만든 핵심 기술입니다. 더 나아가 반도체의 작동 원리는 고전 물리학이 아닌, 양자역학에 기반하고 있다는 점에서 더욱 특별합니다. 이 글에서는 반도체가 어떻게 작동하고, 왜 양자역학이 필요한지, 그리고 일상 속 기기들과 어떤 관계가 있는지 차근히 살펴보겠습니다. 반도체는 무.. 2025. 3. 31.
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