공머생의 공부노트

1.1 계와 주위의 정의 열역학을 본격적으로 시작하기 전에 기본적인 정의들부터 자세히 하고 넘어가자. 열역학에서는 우리가 관심을 가지는 대상을 System이라고 정의하며 그 밖은 Surrounding이라고 한다. 주로 열역학에서는 이런 System과 Surrounding과의 상호작용을 생각하는데, 둘 사이에 열이 오갔는지 일이 오갔는지가 주로 관심사다. 다시 말하면 계와 주위 사이에 작용가능한 상호작용은 일 또는 열밖에 없다는 것이다. 예를 들어 전기분해를 예로 들어보자. 전기분해는 물이라는 System에 배터리라는 Surrounding이 반응을 일으키게 해준것인데, 힘으로 민것도 아니고 밖에서 열을 가한 것도 아닌데 분명히 내부 계에서는 변화가 일어난다. 이런 반응은 주위가 계에 "전기"라는 매개체로 ..

2021 10 10 시험기간을 맞아서 오랜만에 고등학교 친구와 점심을 먹고 공부를 하고 왔다. 친구가 아이패드를 새로 샀다기에 사용법과 꿀팁을 설빙 하나에 교환하고 왔다. 망할 열역학 공부를 다 하고나니 갑자기 친구 집에서 내 집까지 버스타기 싫다는 생각이 들었다. 충장로에서 전대까지는 너무 멀다...... 그래서 카카오 자전거를 타고 오기로 했다 !! 출발한곳이 남광주 시장이라는데 정말 생각보다 머나보다. 엄청 걸렸다.... 그리고 자전거 도로가 잘 되어있었는데 들어가는 길을 몰라서 엄청 헤맸다 ㅠㅠㅠ 광주에서 21년간 살고있지만 이곳은 처음 와봤다.... 완전 새로운 경험들..... 결국 어찌어찌 도착은 했는데 택시비급으로 나오드라......🤔 아닌가 이정도면 싼건가?.... 암튼 재밌는 경험이었는데..

기숙사에 있으면서 심심해서 책을 읽기로 했는데 마침 저 책이 눈에 들었다. 사실 이거 읽겠다고 학기 초부터 들고왔던 책인데 이제야 읽었다. (연구실에 4달은 박혀있었다) 사이토 다카시라는 작가는 현재 대학의 교수로 재직하고 있다. 그의 소개를 더 들어보자면 일본 메이지대학교 문학부 교수. 도쿄대학교 법학부와 동 대학원 교육학연구과 박사 과정을 거쳤고 교육학, 신체론, 커뮤니케이션론을 전공했다. 2001년 출간된 『신체감각을 되찾다』로 ‘신초 학예상’을 수상했고, 『소리 내어 읽고 싶은 일본어』는 250만 부 이상 판매되면서 마이니치 ‘출판문화상 특별상’을 수상했다. 그는 지식과 실용을 결합한 새로운 스타일의 글을 선보이면서 일본과 한국의 수백만 독자를 사로잡았다. 어려운 지식을 알기 쉽게 설명하는 탁월한..

공간을 진행하는 X선은 재료에 입사되면 산란을 일으킨다. 산란이란 "빛이 미립자에 부딪혔을 때, 방향을 바꾸어 여러 방면으로 흩어지는 현상" 인데, 즉 말 그대로 X선이 재료에 의해 퍼지는 것을 의미한다. X선이 산란할 때는 간섭성(coherent), 비간섭성(incoherent), 형광(fluorescence) 산란이 발생할 수 있다. 간섭성 산란이란 산란될 때 에너지를 잃지 않고 똑같은 에너지를 가진 광자로서 산란되는 것을 의미하고, 비간섭성 산란은 이와 반대로 에너지를 손실된 채로 방출 되는 것을 의미한다. 형광 산란은 X선이 내각 전자를 떼어냄으로서 특정 X선만 방출하는 현상이다. 여기서는 간섭성 산란에 대해서만 고려하기로 하자. 전자 1개에 의한 X선의 산란 X선은 전하를 가진 하전입자에 의해 ..

물질 내를 진행한 X선의 강도는 내부에 있는 물질의 충돌에 의해 점점 감소하는데, 일반적으로 X선의 형광 혹은 산란에 의해 이루어진다. 이를 종합하여 X선의 흡광 이라고 표현한다. X선이 타겟 물질에 도달하는 순간을 $I_{0}$ 라고 할때 거리 x에 따라 X선 빛의 강도가 어느정도로 사라지는지 이론적으로 접근하는 식이 필요하다. ($I_{x}$ 를 찾아야 한다!!) 위의 그림처럼 시편 내의 한 지점인 x에서의 빛의 정도를 $I_{x}$라고 하자 (헷갈릴 수 있지만 임시로 저 지점을 x라고 이해하자) 이때 x 지점에서 X선이 극소량 dx를 이동한 지점에서 빛의 정도를 $I_{x+dx}$라고 할때, 빛이 dx만큼 이동하며 손실된 빛의 양을 dI 라고 하자. 그렇다면 다음 식이 직관적으로 성립한다. $$|d..

1. X선의 발생 기초 X선은 일종의 전자기파이다. 그리고 전자기파는 하전입자의 진동을 통해 발생한다. 이전 포스팅에서 륀트겐이 우연히 X선을 발견한 것처럼 같은 방식을 사용하면 전자기파를 만들 수 있다. 위의 그림과 같이 진공관에 양극과 음극을 설치하고 음극에서 전자가 열전자로 분리될 만한 열에너지를 가해주면 음극 금속에서 전자들이 들뜨게 된다. 이때 양극으로 고전압 (5~50kV)를 걸어주면 전자들이 양극으로 가속되기 시작한다. 이때 전자들이 양극(대음극)에 충돌하면 전자의 에너지가 감소하며 광자에너지로 발산되게 된다. 일반적인 전구와 다르게 전자가 가속되어 발생하는 에너지가 상대적으로 매우 크기 때문에 가시광선 파장의 빛이 아닌 X선 같은 에너지가 높은 빛이 나오게 되는 것이다. 나중에 텅스턴 램프..

X-선이란 재료과학분야에서는 그 무엇보다 중요한 분석장비로 어쩌면 모든 재료분석의 기본이 되는 장비일 것이다. XRD, SEM, TEM, SEM-EDX, XPS 등등 정말 수없이 많은 장비들이 X선의 원리로 움직인다. 심지어는 재료과학분야 뿐만이 아닌 물리학, 분자물리학, 의학 분야에서도 X선은 빠질수 없는 정말 기적적인 장비라고 해도 과언이 아니다. 이번 포스팅에서는 결정학에서 X선의 역사와 성질에 대해 알아보자 X-선은 무엇이고 어떤 원리로 재료의 원자수준에서 분석이 가능한 것일까?? X선은 빛의 성질을 가지는 전자기파로서 0.02Å ~ 100Å (Å = 대략적인 원자 사이거리 = 0.1nm) 파장을 가진다. 일반적으로 결정구조 해석에는 0.3Å ~ 3Å 길이의 파장을 사용한다. X선은 빛으로서 편광..

이전 포스팅에선 빛이 무엇인가에 대해서 천재들이 의논했던 흐름에 대해 간단하게 다루었다. 이번 포스팅에서는 빛이 가지는 입자적 특징에 대해서만 집중해서 다뤄볼 계획이다. 빛의 입자적 성질에 대하여 Part 1 빛의 성질에 대해 아는 것은 단지 재료과학에서의 응용에서 국한되는 것이 아닌 어떠한 과학의 분야에서든 전부 응용 가능하다. 특히 나노소재공학에서 나노입자가 가지는 특징을 알아내기 위 yumy.tistory.com 빛이 입자적 성질을 가진다는 증거 빛에 대한 논의에서 가장 중요하게 받아들여지고 논의된 내용은 단연 "빛이 입자인가 파동인가?" 라는 질문이다. 빛은 입자라고 설명할 수 밖에 없는 특징도 가지면서 동시에 파장이라고 설명할 수 밖에 없는 특징 또한 가진다. 그렇다면 빛에 입자적 성질에 집중해..