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과알못궁금증 - 빛의속도로 진동하는 것의 시간은 어떻게 되고 무슨일이 일어나나요?
23.02.26
·
조회 378
갑자기 떠올랐는데 세슘원자 같은거는 1초에 엄청 많이 진동하잖스음!
그래서 든 생각인데 어떤게(입자든 파장이든 뭐든) 빛의속도로 진동하면 어떻게 되는건지 궁금하잖스음?
과알못 질문도 재밌게 답변해줘이잉~
댓글
Ornithopter
23.02.26
진동을 설명하는 물리량으로 진동수, 주기, 진폭 등이 있죠. 진동수, 주기의 차원은 각각 (1/시간), (시간)이고 진폭의 차원은 진동의 종류에 따라 천차만별입니다.
그리고 속도의 차원은 (거리/시간)이죠.
그래서 먼저 ‘빛의 속도로 진동한다’가 뭔지 정의가 돼야 할 거 같아요.
시카고노동자
23.02.26
양자 역학이라서 불확작성 때문에 속도와 위치를 정확하게 알 수 없긴 합니다만
진동을 아무리 빨리 해도 원자가 움직이는 거리는 너무 작기 때문에 속도가 빠르지 않습니다
입자의 운동에너지는 온도에 비례하기 때문에 평균 속도는 구할 수 있는데
대충 생각해도 초속 몇 미터 수준일 것 같네요
시카고노동자
23.02.26
아 그런데 원자 말고 전자는 속도가 훨씬 빨라서
실제로 양자 계산을 할때 특수 상대성 원리도 적용을 해야 정확한 결과가 나옵니다
우주는평평하다
23.02.26
세슘 원자 시계 이야기가 나와서 적는데요, 세슘 원자의 진동수는 실제로 빛의 진동수입니다.
세슘 원자 시계는 원자가 실제로 진동한다고 보는것 보다, 세슘 원자 내부 에너지 준위 두 개를 서로 왕복하면서 시간을 계산하는 시계입니다.
그리고, 이 에너지 보존 법칙에 의해서 서로 다른 에너지 준위로 넘어가려먼 외부적인 자극이 필요한데, 이것을 빛으로 주게 됩니다.
세슘원자의 경우 1초에 초에 91억 9천 2백 63만 1천 7백 70번 진동한다고 하니, 마이크로파 영역인 것이고요,
최근에 이터븀 시계, 스트론튬시계나 이온 시계의 경우, 더욱 정확하게 녹색이나 빨간색 빛의 파장, 수백 테라헤르츠 영역에서 작동합니다.
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