아주 작은 세계를 어떻게 알게 되었을까? 인하대학교 물리학과 차동우.

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1 아주 작은 세계를 어떻게 알게 되었을까? 인하대학교 물리학과 차동우

2 큰 세계 1026 m 우주 1021 m 갤럭시 1012 m 태양 107 m 지구 105 m 한국 103 m 문학경기장

3 작은 세계 10-3 m 진드기 10-7 m 아메바 10-9 m DNA 10-10 m 수소원자 10-14 m 원자핵

4 원자 원자 (atom) : 더이상 쪼개지지 않는 입자 레우시푸스 (그리스, 480-420BC) 원자설을 최초로 주장
원자설을 발전시킨 사람 돌턴 (영국, ) 물질의 기본 구성요소는 원자라고 주장

5 원자를 처음 본 사람 아인슈타인이 1905년에 발표한 세 논문 - 특수 상대성 이론 - 광전효과 - 브라운 운동

6 원자가 기본입자가 아닌 증거 멘델레프 (러시아, ) 원소의 주기율표 발견 원자 내부에 구조가 있다는 증거

7 원자가 기본입자가 아닌 증거 JJ 톰슨 (영국, 1856-1940) 1897년에 음극선에서 전자 발견
전자는 원자에서 나온다고 추론

8 JJ 톰슨의 원자모형 쪼코파이 원자모형 양전하는 원자 내부에 구름처럼 분포 전자는 양전하 구름 사이사이에 존재

9 원자핵의 발견 (1911년) 러더퍼드 (영국, 1871-1937) 알파선-금박 산란실험 수행
원자의 양전하는 모두 원자핵에 모여있다

10 러더퍼드의 실험실

11 원자핵의 구성에 대한 의문 원자번호와 원자량이 일치하지 않음 원소 원자번호 원자량 수소 1 탄소 6 12 나트륨 11 23
칼슘 20 40

12 원자핵의 구성에 대한 의문 수소원자의 원자핵 – 양성자 원자번호:Z 원자량:A 하이젠베르크 (독일, 1901-1976) 주장
원자핵=A개의 양성자+(A-Z)개의 전자 채드윅 (영국, ) 1932년 알파선 산란실험에서 중성자 발견 원자핵=Z개의 양성자+(A-Z)개의 중성자

13 물질의 궁극적 구성 요소는? 잠시 동안 물리학자들이 참 행복하게 생각한 시기가 있었습니다. 19세기 말 : 수십 종류의 원자
19세기 말 : 수십 종류의 원자 20세기 초 : 양성자, 중성자, 전자 단 3종류 잠시 동안 물리학자들이 참 행복하게 생각한 시기가 있었습니다.

14 소립자 Elementary Particle
중성자 붕괴 : n p + e- 양성자 산란 : p + g n + e+ 양성자, 중성자, 전자 등은 결코 더 쪼개지지 않고 다른 입자로 바뀔 뿐이다. 그런 입자를 소립자라고 부르기로 함.

15 새로운 소립자의 발견 우주선(cosmic ray) 실험 년에 걸쳐서 거품상자로 측정

16 소립자의 분류 렙톤 : 전자, 뮤온, 타우입자 메존 : 파이메존, 로메존, 케이메존 …
바리온 : 양성자, 중성자, D 입자, S입자 ... 1960년대 초까지 수백 가지의 소립자가 새로 발견되었답니다. 놀라운 일이 아닌가요?

17 소립자에 대한 주기율표 소립자들을 특별한 방법으로 배열

18 멘델레프가 그린 원래 주기율표

19 바리온에 대한 유명한 주기율표 W- 입자가 아직 발견되지 않고 있었음.

20 쿼크가 존재한다고 제안 겔만 (미국, 1929- ) 1962년 W-입자의 존재 예언 - 발견 1964년 쿼크 제안
겔만 (미국, ) 1962년 W-입자의 존재 예언 - 발견 1964년 쿼크 제안 바리온 : 3개의 쿼크로 구성 메존 : 쿼크와 반쿼크로 구성 쿼크(quark)라는 단어는 아무런 의미도 갖고 있지 않음.

21 물질의 궁극적 구성 요소는? 19세기 말 : 원자 20세기 초 : 소립자 20세기 말 : 렙톤과 쿼크 -> 표준모형

22 바리온 주기율표를 쿼크로 설명 ddd ddu duu uuu sdd sdu suu ssd ssu sss

23 이야기를 끝내며 . . . 쿼크도 더 쪼갤 수 있으리라고 생각되지 않나요?
아주 큰 세계를 어떻게 알게 되었을지 궁금하지 않나요? 은행중학교 친구 여러분, 또 만나요…