양자 (에너지)

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1. 개요
2. 어원
3. 양자 개념의 시초
4. 양자화
참조

1. 개요

양자 (에너지)는 "얼마나 많이"를 의미하는 라틴어 "quantus"에서 유래한 용어로, 에너지의 최소 단위 또는 묶음을 나타낸다. 1900년 막스 플랑크는 흑체 복사를 설명하기 위해 에너지의 양자화 개념을 도입하여, 에너지가 이산적인 덩어리 형태로 흡수 또는 방출된다고 가정했다. 이후 알베르트 아인슈타인은 방사선이 광자로 이루어져 있다고 주장하며 양자 개념을 발전시켰다. 양자화는 전자기 복사 외에도 에너지의 근본적인 측면을 설명하는 데 사용된다.

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양자 (에너지)
일반 정보
이름	양자
로마자 표기	yangja
설명	상호 작용에 관여하는 물리적 실체의 최소량
참고
구분	양자 (동음이의)

2. 어원

"quantum"이라는 낱말은 라틴어 "quantus"에서 유래했는데, "얼마나 많이"라는 뜻을 가지고 있다. "전기양자(quanta of electricity, 전자)"를 줄인 말로써 "양자(quantum)"라는 말은 1902년 필리프 레나르트가 쓴 광전자 효과에 대한 기사에서 처음 찾아볼 수 있는데, 레나르트는 헤르만 폰 헬름홀츠가 이 단어를 전기학 분야에서 처음 사용했다고 언급하고 있다. 하지만 양자라는 말은 1900년 이전에도 대개 널리 사용되고 있었다.^[16] 이 단어는 보통 내과의사들이 적당량 등의 형태로 사용했다. 헬름홀츠와 율리우스 폰 마이어는 물리학자이면서 동시에 의사였다. 헬름홀츠는 마이어의 연구를 논하면서 열을 가리킬 때 "양자(quantum)"라는 말을 사용했다.^[17] 실제로 1841년 7월 21일에 쓰여진 마이어의 편지에서 열역학 제1법칙 방정식을 설명할 때 "양자(quantum)"라는 단어가 발견된다.^[18] 막스 플랑크는 "양자(quantum)"를 "물질과 전기의 양자",^[19] 그리고 기체와 열에 대해서 사용했다.^[20] 1905년, 플랑크의 연구와 "전기의 양자"라는 표현을 사용한 레나르트의 연구에 응한 알베르트 아인슈타인은 방사선이 공간적으로 분리된 뭉치로 이루어져 있다는 가설을 제기했고, 그 뭉치를 광자(광양자)라고 칭했다.^[21]

3. 양자 개념의 시초

방사선 복사의 양자화 개념은 1900년 막스 플랑크가 흑체복사를 설명하기 위해 도입했다. 플랑크는 에너지가 매우 작고 이산적인 덩어리(플랑크는 이것을 "에너지 요소, Energy element"라고 칭했다)의 형태로만 흡수 또는 방출될 수 있다고 가정하여,^[22] 가열된 물체의 색 변화를 설명했다.^[23] 1900년 12월 14일, 플랑크는 독일 물리학회에 자신의 혁명적 발견을 발표하고, 흑체 복사 연구의 일환으로 양자화 개념을 처음 소개했다.^[24] 실험 결과, 플랑크는 플랑크 상수로 알려진 h값을 계산하고, 아보가드로-로슈미트 수와 전하 단위의 더 정확한 값을 보고했다. 플랑크는 이 발견으로 1918년 노벨 물리학상을 수상했다.

독일 물리학자이자 1918년 노벨 물리학상 수상자 막스 플랑크 (1858–1947)

4. 양자화

양자화는 처음에는 전자기 복사에서 발견되었지만, 광자에만 국한되지 않고 에너지의 근본적인 측면을 설명한다.^[12] 막스 플랑크는 이론과 실험을 일치시키기 위해 전자기 에너지가 개별 묶음, 즉 양자 형태로 흡수되거나 방출된다고 가정했다.^[13]

참조

_[1] 서적 Differential Space, Quantum Systems, and Prediction The Massachusetts Institute of Technology Press 1966
_[2] 서적 Reality is not what it seems: the elementary structure of things Riverhead Books 2017-01
_[3] 웹사이트 Dictionary of Phrase and Fable http://www.bartleby.[...] 1898
_[4] 기타 Robert Mayer's Priorität http://www.ub.uni-he[...]
_[5] 웹사이트 Heimatseite von Robert J. Mayer http://fs.math.uni-f[...] Weltreich der Physik, Gent-Verlag 1991
_[6] 학술지 Ueber die Elementarquanta der Materie und der Elektricität https://zenodo.org/r[...] 2019-09-16
_[7] 학술지 Ueber das thermodynamische Gleichgewicht von Gasgemengen https://zenodo.org/r[...] 2019-07-05
_[8] 학술지 Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt http://www.physik.un[...] 2010-08-26
_[9] 학술지 Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum (On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum) http://dbhs.wvusd.k1[...]
_[10] 서적 Chemistry: The Central Science Pearson Education 2008
_[11] 학술지 Max Planck and the beginnings of the quantum theory
_[12] 웹사이트 Real-World Quantum Effects Demonstrated http://www.scienceag[...] 2023-08-20
_[13] 서적 Modern Applied Physics-Tippens third edition McGraw-Hill
_[14] 서적 岩波基礎物理シリーズ量子力学岩波書店 2021-11-10
_[15] 서적 Differential Space, Quantum Systems, and Prediction The Massachusetts Institute of Technology Press 1966
_[16] 기타 Dictionary of Phrase and Fable http://www.bartleby.[...] 1898
_[17] 기타 Robert Mayer's Priorität http://www.ub.uni-he[...]
_[18] 기타 Weltreich der Physik http://wayback.archi[...] GNT-Verlag 1991
_[19] 학술지 Ueber die Elementarquanta der Materie und der Elektricität
_[20] 학술지 Ueber das thermodynamische Gleichgewicht von Gasgemengen
_[21] 학술지 Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt http://www.physik.un[...]
_[22] 학술지 Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum (On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum) http://dbhs.wvusd.k1[...] 2008-12-17
_[23] 서적 Chemistry: The Central Science Pearson Education 2008
_[24] 학술지 Max Planck and the beginnings of the quantum theory

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