물리이론 | 고전역학과 현대물리학

 

고전역학 (Classical Mechanics)

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물체에 작용하는 힘과 운동의 관계를 설명하는 물리학.

인과법칙을 따르고 우연성을 배제한 물리학을 일반적으로 뉴턴 물리학이라고 합니다.

 

1. 정역학

힘이 균형을 이루어 움직이지 않는 물체를 다루는 역학

 

❛ 뉴턴의 제1법칙 : 관성

❛ 뉴턴의 제2법칙 : 힘과 가속도

❛ 뉴턴의 제3법칙 : 작용과 반작용

 

❛ 만유인력의 법칙 (Law of Universal Gravity)

1687년. 모든 물체 간에 끌어당기는 인력이 작용하며, 두 물체의 질량이 크고 가까울 수록 끌어당기는 힘이 크다는 일정한 법칙이 존재한다는 이론입니다.

 

2. 동역학

운동하는 물체를 다루는 역학

 

 

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카오스 이론 (비선형 동역학)

겉으로 보기에는 불안정하고 불규칙적으로 보이면서도 나름대로 질서와 규칙성을 지니고 있는 현상들을 설명하려는 이론

 

- 나비효과 : 혼돈 이론에서 초기값의 미세한 차이에 의해 결과가 완전히 달라지는 현상

 

 

 

현대물리학

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19세기에 들어 고전역학의 한계들이 들어나 현대 물리학이 필요하게 됨- 매우 빠른 속도로 움직이는 계 >> 상대성이론- 원자단위와 같은 미세한 크기 >> 양자역학

 

 

1. 상대성이론

 

특수상대성이론과 일반상대성이론을 통틀어 상대성이론 혹은 상대론이라고 하며, 상대성이론은 자연법칙이 관성계에 대해 불변하고, 시간과 공간이 관측자에 따라 상대적이라는 이론입니다.

 

❛  특수상대성 이론 (1905년)

❛  일반상대성 이론 (1915년) : 만유 인력의 모든 이론적 실험적 한계를 해결

 

 

2. 양자역학 (quantum mechanics) 1900~1927년

 

뉴턴. 전자, 양성자, 중성사등의 아원자입자 관련된 실험들은 고전역학으로 설명할 경우 모순

플랑크의 양자 가설을 계기로 슈뢰딩거, 하이젠베르크에 의해 만들어진 학문

 

코펜하겐의 해석
양자역학의 다양한 해석 중 하나로 닐스 보어, 베르너 하이젠베르크의 의해 정통 해석. 전자의 상태를 서술하는 파동함수는 측정되기 전에는 여러 가지 상태가 확률적으로 겹쳐있는 것으로 표현되지만 관측자가 전자에 대한 측정을 시행하면 그와 동시에 '파동함수의 붕괴(collapse of wavefunction)'가 일어나 전자의 파동함수는 겹침상태가 아닌 하나의 상태로만 결정

 

첫글자 양은 우리가 셀 수 있는 양의 의미를 가진 단어로 양자역학은 불연속적이고 셀 수 있다고 생각.양자는 물리학에서 상호작용과 관련된 모든 물리적 독립체의 최소단위

 

힘을 받는 물체가 어떤 운동을 하게 되는지 밝히는 물리학의 이론 (힘과 운동)

 

불확정성원리
1927년 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크가 발표한어떤 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다는 원리미시세계를 고전역학적인 방법으로는 설명할 수 없음이 증명
슈뢰딩거의 고양이 
고양이가 살아있는 것도 아니고 죽어있는 것도 아닌 상태가 중첩으로 존재하는 것은 말이 안된다며 코펜하겐의 이분법적 사고를 비판하기 위해 제시

 

 

 

 

 

3. 초끈 이론 1980~

 

우주를 구성하는 최소 단위를 끊임없이 진동하는 끈으로 보는 이론

상대성이론의 거시적 연속성과 양자역학의 미시적 불연속성 사이에 존재하는 모순을 해결할 수 있을 것으로 보이는 이론