9주 혁명3 - 양자역학3 : 현대물리학의 응용사례

물리학의 3가지

1. 이론 물리학

2. 실험 물리학

3. 계산 물리학

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과학의 종류

1. 순수과학 : 호기심에 의한 과학

2. 응용과학 : 목적과학

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반도체의 원리

* 모든 전자제품에는 반도체가 사용된다 *

반도체의 근본 이론 : 양자역학

원자력발전을 위해서는 상대성이론과 양자역학이 필요한다.

1) 터널효과

: 입자가 벽을 뚫고 지나갈 수도 있다.

원자 수준에서는 매우 흔한 현상 >> 고체에서 큰 효과를 냄

2) 띠 이론(Band Theory)

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_band_structure

도체, 부도체, 반도체의 구조를 연구하는 이론

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CD/DVD : 맥스웰 전자기 이론

빛의 중첩, 상쇄의 원리

CD에는 눈에 보이지 않는 홈의 높이를 이용해 0과 1 숫자를 저장한다.

CD드라이버에는 레이저가 있다.

CD의 낮은 곳에서 나오는 데이터는 보강(신호도달)

CD의 높은 곳에서 나오는 데이터는 상쇄(신호없음)

파동의 형태로 인해 데이터를 읽는 것이다.

* 아날로그 : 매끈한 파동, 원래 신호

* 디지털 : 원래 신호를 근사한 값 0, 1 등 정수로 표현

Q. 아날로그(원래신호)보다 왜 디지털(근사값)이 더 좋은가?

A. 아날로그의 단점은 보관과 전송이 어렵고

전달하는 과정에서 왜곡들이 많이 생기기 때문이다.

반면 디지털은 보관이 쉬워 보관상태 그대로 전송할 수 있어 왜곡이 없다.

※ CD보다 더 촘촘하게 홈을 만들면 DVD

DVD보다 더 촘촘한 홈을 만들면 Blue-Ray

코팅된 안경 렌즈

빛의 중첩, 상쇄의 원리

반사를 막기 위해서 코팅을 한다.

렌즈에서 반사가 되면 렌즈를 통과할 때

빛에너지가 몇 개가 사라지기 때문에 덜 선명하다.

노이즈 캔슬링 음향기기

주변의 잡음과 반대되는 소음을 만들어 상쇄를 시킨다.

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GPS : 아인슈타인의 상대성이론

GPS(Global Positioning System)

위성 위치 추적 시스템

상대성이론의 시간지연 효과

: 움직이는 물체는 시간이 천천히 흘러간다.

: 중력이 약하면 시간이 더 빨리 흘러간다.

인공위성에서 빛의 신호를 보내

거리, 시간 등을 계산하여 위치 및 시간을 알 수 있다.