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물리학(physics): 자연과학의 한 분야로 물질을 중심으로 그것의 시공간에서의 운동, 그리고 그것과 연관된 에너지와 힘을 연구하는 학문 물체의 운동 등 물리현상을 수리 모형을 통해 설명하는 것이 특징 ​ Physics is the nature science that studies matters, its motion, and behaviour through space and time. ​ 물리학이란 시공간에 걸친 물체와 그 물체의 거동을 탐구하는 자연과학이다. Wikipedia Physics is the study of your world and the universe around you. ​ 물리학은 당신과 당신 주위의 우주를 배우는 학문이다. Holzner, 2006, 『Physics for Dum..

물리학에서의 열역학 법칙 1. 열역학 제 0법칙: 물체 A와 B가 열적인 평형상태에 있고, 물체 B와 C가 마찬가지로 열적인 평형상태에 있을 때, A, B, 그리고 C의 온도는 모두 같고 이를 열적평형상태(thermal equilibrium)라고 한다. ​ 그림 1. 열역학 제 0법칙에서의 물체 A, B, C의 배치 ​ If a body C, be in thermal equilibrium with two other bodies, A and B, then A and B are in thermal equilibrium with one another(Buchdahl, H. A., 1966). ​ 그림 2. A Demonstration of Thermal Equilibrium ​ 2. 열역학 제 1법칙: 에너지..

​ Madelung constant는 이온결합의 lattice energy 크기를 결정하는 중요한 인자이고, 1차원 NaCl 이온결합물의 Madelung constant는 다음과 같이 구할 수 있다. ​ 그림 1. NaCl linear chain ​ [1] x=0인 지점에 sodium 이온이 위치해 있고, r_0만큼 떨어진 양 지점에 Cl 이온이 위치해 있다. - r_0는 x=0에서의 소듐을 기준으로 가장 가까운 곳(nearest)으로 이곳에 위치한 이온을 nearest neighbors라고 한다. - nearest neighbors를 가리켜, Na+의 첫 번째 이온껍질(first shell)이라고 한다. - 두 개의 Cl이온은 음이온이고, 양이온인 Na+과 두 Cl-이온 간의 상호작용을 고려한 (이곳에..

​ 이온결합(ionic bonding): 금속과 비금속 원자 또는 암모니움과 같은 다중 원자 사이에서 형성된 화학결합의 한 형태로 전자의 이동으로 인한 이온 간의 정전기적 인력으로 결합이 생성된다. - 이온화에너지가 작은 금속원소가 전자를 잃어 양이온이 되고, 전자친화도가 큰 비금속원소가 전자를 얻어 음이온이 된 이후 이 양이온과 음이온의 정전기적 인력에 의해 결합한다. ​ 그림 1. ionic bonding의 대표적인 예로 Na와 Cl의 결합을 들 수 있다. ​ 이온결합의 퍼텐셜 에너지(격자에너지의 크기) - 이온결합의 퍼텐셜에너지를 보존력(conservative force) 식에 대입하면 '쿨롱의 법칙'을 유도할 수 있다. ⇒ 전기적 힘은 경로에 무관한(경로비의존성) 힘으로 이온결합에서의 정전기적 인..

​ 전기음성도(electronegativity, EN): 화학결합을 하는 분자 내에서 한 원소가 원자가 전자쌍(공유전자쌍)을 자신에게 끌어당기는 정도 - 핵-공유전자쌍 간의 인력을 에너지 차원으로 나타낸 (물리)량 ​ Linus Pauling, 1901-1994, U.S ​ 미국의 화학자 라이너스 폴링은 자신이 고안한 식을 통해 최초로 전기음성도에 구체적인 값을 부여했다. ​ Pauling의 electronegativity - 결합한 두 원소 A, B의 결합해리에너지(dissociation energy) D를 이용해 식을 고안(1932)했다. ⇒ 결합한 두 원소의 전기음성도 차이가 클수록 공유결합에서의 결합해리에너지 값이 크다. ​ 여러 화학 서적에 등장하는 전기음성도의 주기율표는 Pauling이 계산한..

​ 전자친화도(electron affinity): 중성기체 상태의 원자 1몰에 전자 1몰을 첨가할 때 발생하는 에너지 - 전자를 얻기 쉬운 비금속원소(X)의 전자획득정도로 이온화에너지와 마찬가지로 '기체상'을 기준으로 한다. - 핵-첨가 전자 간 알짜 인력의 정도를 수치적 에너지로 나타낸 값 ​ Chemical Equation of Electron Affinity - 해석: 핵-첨가 전자 간 알짜인력의 척도 - EA는 EA>0의 관계식을 갖는다. - 엔탈피 변화량 ΔH은, 그러나, 0보다 작은 값이다. ⇒ 두 가지 관계식은 서로 부호가 다르다. electron affinity는 양자역학적 계산 혹은 이온화 포텐셜 외삽법 등의 반경험적(semi-experimental) 계산법으로 계산된다. 그림 1. 염소..

​ 이온화에너지(ionization energy): 중성 기체 상태의 원자 1몰에서 전자 1몰을 떼어내는 데 필요한 에너지 - 전자를 방출하기 쉬운 금속원소(metal atoms, M)의 전자방출정도로 '기체상'을 기준으로 한다. - 고체나 액체 상의 금속에 에너지를 가하면 전자 방출이 아닌 '상 변화'에 에너지가 사용된다. ​ 그림 1. For any metal atoms Y, Y+IE leads to one electron emission from Y Chemical Equation of Ionization Energy - 해석: 핵-전자 간의 전기적 인력을 극복하고 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지 ⇒ 즉, 이온화에너지란 핵-원자가 전자 간 알짜 인력의 정도를 수치적 에너지로 나타낸 값이다. - I..

아시아에서 발발한 코로나 바이러스(Covid-19)는 이제 전 세계를 혼돈 속으로 빠트리고 있다. 지금까지는 코로나 바이러스 질환에 관한 기록은 이전부터 건강했거나 나이가 상대적으로 젊은 사람들에게 제한적인 것으로 보고했으나, Covid-19가 유럽에 진출한 이후에는 예외적인 사례도 등장했으므로 현재는 '세대불문' 모든 이들의 주의가 절실히 필요한 상황이다. ​ 먼저 포스팅에 앞서 암울한 전 세계적 상황의 반전을 진심으로 바란다. ​ ​ SIR Model(Susceptible-Infectious-Recovered Model) ​ Anderson Gray McKendrick ​ SIR 모델은 전염병이 유행할 때 감염자의 수를 최대한 정확하게 예측하기 위해 사용하는 대표적인 전염병 확산 모델(1927)이다...

p 궤도함수 np 파동함수의 각도부분 각운동량 양자수가 0이 아닌 궤도함수는 더 이상 구면대칭이 아니다. - 각운동량 양자수 l이 1일 때, m 값은 -1, 0, +1이고 이들 세 개의 각도 파동함수는 모양은 같지만 방향은 서로 다른 세 개의 궤도함수가 된다. ​ l=1, m=0의 각도파동함수 Y_10는 z축을 따라 놓여있기 때문에, p_z 궤도함수의 각도부분이다. ​ 그림 1. l=1, m=0인 각도파동함수 - Y_p_z는 cosθ에 비례한다. - 궤도함수의 최대값은 z축 상에 있고, xy 평면에 node(angular node)가 있다. 1. θ=0 또는 π일 때 최대값을 갖는다. 2. θ=π/2이므로 cosθ=0이다. ​ - 위상이 양인 부분은 xy평면 상 z값이 양인 부분에, 위상이 음인 부분은 ..

​ s orbital은 l=0, m=0인 ψ_nlm 함수이다. 모든 s 궤도함수에서 각도 부분인 Y는 상수 값이다. - s 오비탈은 θ와 φ 값에 의존하지 않기 때문에, 핵을 중심으로 구면 대칭성을 갖는다. - s 오비탈의 진폭은 핵으로부터의 거리 r만의 함수이고, 방향과는 무관하다. ​ 그림 1. 수소원자가 1s, 2s, 3s 상태에 있을 때 전자의 확률밀도, 이들 그래프를 제곱하면 파동함수의 제곱을 가시적으로 구할 수 있다. ​ 파동함수 그래프를 통해 우리는 파동함수의 값이 0이 되는 지점을 알 수 있는데, 이곳이 바로 node이다. s 오비탈의 경우, 파동함수의 그래프에서 방사 노드(radial node)를 확인할 수 있다. ​ 그림 2. 확률밀도와 파동함수의 제곱 그래프 - 파동함수 그래프에서 n..