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물리학 이모저모11

반도체의 역사 알아보기 1 : 반도체의 탄생(점 접촉형 다이오드), 정류작용 목차 1. 점접촉형 다이오드 (1874) 2. 반도체의 시작 : 정류작용, 파동역학 (1927) 1. 점접촉형 다이오드 반도체 기술은 1800년대 시작되었다. 지금은 반도체의 재료로 실리콘(규소, Si)이 주로 사용되지만 당시에는 안티몬화아연(ZnSb), 황화납(PbS), 황화은(AgS) 등의 화합물이 주로 사용되었다. 1874년, 독일의 물리학자 카를 피르디난트 브라운(F.Braun)은 황화납(PbS)반도체에 금속 핀을 접촉하여 점 접촉 다이오드(Point-contact diode)를 제작하였고, 정류 기능을 얻었다. 사실, 지금이 21세기니깐 점 접촉 다이오드구나 하는거지, 당시에는 그냥 이런게 있구나,,,? 하는 느낌이었다. "Ueber die Stromkeitung durch Schwefelmet.. 2023. 3. 27.

빛의 산란(Scattering) : 산란의 정의, 종류, 방향, 그리고 세기 우리가 어떤 물체를 볼 수 있는 이유는 그 물체에서 빛이 반사되어 우리의 눈으로 들어와 망막에 맺히고 이 신호가 시신경을 타고 뇌로 들어오기 때문이다. 그렇다면, 우리가 아무것도 없는 하늘을 보고 특정 색을 느낄 수 있는 이유는 무엇일까? 태양이면 그냥 하얀 빛을 볼 수 밖에 없는 것 아닌가? 하늘에서도 빛이 반사되기 때문이다. 정확하게는, 하늘에 존재하는 입자들에 의해 빛이 산란되기 때문이다. 산란? 그게 뭘까? 지금부터 자세히 알아보자. 목차 1. 산란이란? 2. 산란 : 하늘의 색이 푸르고 붉은 이유 3. 산란의 종류 및 세기 4. 산란의 방향 5. 산란으로 인한 편광 1. 산란(Scattering)이란? 빛이 공기중의 질소, 산소, 먼지, 수증기 혹은 유기체의 세포, 어떤 물체의 거친 표면 등 작.. 2021. 10. 19.

유전체 알아보기 : 관련 상수, 유전체 손실, 유전체 응용 목차 1. 유전체 : 유전체가 커패시터에 미치는 영향 2. 유전체 관련 상수 : 유전율, 절연강도, 손실 탄젠트 3. 유전체 응용 1. 유전체(Dielectric material)란? 유전체는 전기장 속에서 극성을 지니는 절연체이다. 유전체는 기본적으로 절연체이므로 전기전도성이 낮고 따라서, 전하가 통과하지 않는다. 하지만 전기에너지가 가해졌을 때, 양극 쪽의 기판에 있는 전자가 음극 쪽의 기판으로 이동하면서 각각의 기판이 +, - 성질을 띄게 되고 이에 따라 유전체 내부 원자의 양전하와 음전하가 재배열되면서 극성(유도 쌍극자, 분극 현상)을 지니게 된다. 그 결과 유전체의 유전율이 높을수록 더 많은 분극현상이 일어나게 되며 이 분극현상에 의해 발생한 전기력에 의해 +, - 기판의 전위차가 감소하게 된다.. 2021. 10. 17.

유전율, 비유전율의 개념 정리 목차 0. 참고하면 좋은 내용 1. 유전율(Permittivity)의 의미 2. 비유전율(Relative Permittivity)의 의미 0. 참고하면 좋은 내용 유전체 알아보기 : 관련 상수, 유전체 손실, 유전체 응용 1. 유전율(Permittivity)의 의미 유전율은 어떤 물질이 전기장 속에서 분극이 얼마나 잘 일어나는가를 나타내는 지표이다. 그림과 같은 회로가 있다고 하자. 극판으로 +, - 전류가 흘러들어가고 있으며, 이때, 극판 사이로 전기장 E 가 생성된다. 그렇다면, 이때 극판 사이에 있는 원자들은 어떻게 될까? 극판 사이의 원자들은 전기장으로 인해 그 형태가 찌그러진다. 외부의 힘을 상쇄시키기 위해 원자의 형태가 변하는 것이다. 이렇게 전기적 성질에 따라 극 영역이 구분된 상태를 분극(.. 2021. 10. 17.

파면(Wave front) 알아보기 물리학에서 파동은 빠질수가 없고 파동을 공부하다 보면 파면이라는 단어를 심심치 않게 볼수 있다. 파면이 뭘까? 지금부터 알아보자. 목차 1. 파면의 정의 2. 파면의 모양(파동의 종류) - plane wave - spherical wave - paraxial wave 1. 파면의 정의 파면은 동일한 위상을 연결한 선이며, 파동의 진행방향은 항상 파면에 수직한 방향이 된다. 잔잔한, 아니 가만히 있는 호수에 돌을 던졌다고 생각해보자. 돌맹이를 중심으로 물결이 요동치며 어느 순간(정지된 순간) 가장 높은 지점을 서로 이으면 오른쪽 그림과 같은 형태가 된다. 이때 가장 높은 지점의 모임 혹은, 동일한 위상을 가지는 점들의 모임 '파면'이라고 한다. (꼭 가장 높은 지점일 필요는 없지만, 가장 높은 지점이 동일.. 2021. 8. 24.

스넬의 굴절 법칙 간단한 유도 방법 목차 1. 스넬의 법칙 정의 2. 스넬의 법칙 설명 3. 스넬의 법칙 유도 1. 스넬의 법칙 정의 스넬의 법칙, 다른 말로 빛의 굴절 법칙이다. 네덜란드의 스넬이 발견하여 '스넬의 법칙'이라는 이름이 붙여졌다. 어떤 매질의 경계면에서의 빛이 굴절되는 법칙을 기술한 것이다. 좀 더 자세하게, 스넬의 굴절 법칙은 서로 다른 비전도성 매질의 경계에서, 입사각과 굴절각 간의 규칙을 정의한 법칙이다. 스넬의 굴절법칙 공식은 위의 식과 같다. 보통, 분수형으로 많이 표현이 되는데, 개인적으로 같은 숫자가 한쪽에 모여있는 위쪽의 형태가 기억에 잘 남더라,, 2. 스넬의 법칙 설명 실생활에서, 물속에 있는 어떤 물체의 위치가 실제 위치와 다르게 보이는 것, 예를 들면 컵 속에 꽂은 빨대나 젓가락이 휘어보이는 것이 빛이.. 2021. 4. 25.

전파의 속도 : 위상속도 vs 군속도( + 분산) 목차 1. 전파의 속도 분류 2. 위상속도 3. 군속도 1. 전파의 속도 분류 전파의 속도는 위상속도(Phase velocity)와 군속도로 나눌 수 있다. 간단하게 설명하면, 위상 속도는 단일 파장의 파가 가지는 속도, 군 속도는 파동 묶음(Wave packet = 파군)이 가지는 속도이다. 이때, 파동 묶음은 파장이 서로 다른(조금씩 다른) 여러 파형이 중첩된 파동의 묶음(=파군)이다. 2. 위상속도 위상속도는 단일 파장의 빛이 진행하는 속도이다. 위상속도의 크기는 일반적인 전파의 속도와 마찬가지로 '주파수 * 파장'으로 나타낼 수 있다. 진공에서의 경우, 위상속도는 빛의 속도와 동일하다. 다만, 물리학적으로 위상속도는 큰 의미를 가지지 않는다. 실제로, 단일 주파수를 가진 빛은 존재하기 쉽지 않고 .. 2021. 4. 25.

광학의 분류 목차 1. 광학의 분류 2. 기하 광학 (Geometric Optics) 3. 파동 광학 (Wave Optics) 4. 전자기파 광학(Electromagnetic Optics) 5. 양자 광학 1. 광학의 분류 광학 분야는 크게 3개로 분류가 가능해요. 기하광학, 파동광학, 그리고 양자광학이 그것이에요. 그리고, 좀 더 깊숙히 들어가면 파동광학을 다시 파동광학과 전자기파로 나눌수 있어요. 과거에는 '빛이 입자인가 혹은 파동인가'라는 주제로 갑론을박이 있었죠. 하지만, 빛은 입자와 파동의 성질을 모두 가지고 있어요. 그리고 여기서 입자의 성질의 성질을 가진 빛을 다루는 학문이 기하광학, 파동의 성질을 가진 빛을 다루는 학문이 파동광학이에요. 그렇다면, 양자광학은 뭘까요? 말 그대로 입자와 파동의 한계를 넘.. 2021. 4. 24.

맥스웰 방정식, 쿨롱의 법칙을 통한 전기장의 가우스 법칙 유도 목차 1. 쿨롱의 법칙 2. 쿨롱의 법칙에서 도출된 전기장의 크기 3. 쿨롱의 법칙으로 전기장의 가우스 법칙 유도 *참고하면 좋은 내용 - 맥스웰 방정식의 적분형/미분형, 각 방정식의 의미 맥스웰 방정식은 물리학의 기초가 되는 중요한 방정식이며, 그렇기 때문에 한번에 확 등장한 식이 아니다. 많은 사람들의 실험들과 수식들이 하나로 정립되어 맥스웰 방정식이 발표됐다. 그렇다면, 맥스웰 방정식의 시작은 무엇이었을까. 전기장의 가우스 법칙은 쿨롱의 법칙에서부터 시작했다. 1. 쿨롱의 법칙 쿨롱의 법칙은 '전하를 띠고 있는 입자 사이에는 전기력이라는 힘이 존재한다.' 는 것이다. 이때, X는 두 입자의 위치 벡터를 나타대며, F21 은 X2이 X1에 가해주는 힘을 의미한다. q는 각각의 전하를 의미하며, 쿨롱 .. 2021. 2. 16.

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