물리화학실험-Particle in a box 결과보고서

1. 실험결과

실험 결과에서는 1차원 박스 내의 입자에 대한 양자역학적 분석을 통해 얻은 데이터와 관찰된 현상에 대해 논의한다. 실험에서는 먼저 입자가 존재할 수 있는 공간을 유한한 길이를 가진 박스 형태로 설정하였다. 이 박스의 경계 조건을 이용해 파동 함수와 에너지를 계산하였다. 입자가 박스 내부에 있을 때에는 고전역학에서와 달리, 그 위치와 운동량이 동시에 정확하게 정의될 수 없고, 특정한 에너지 준위만을 가질 수 있다. 첫 번째로 관찰된 것은 각 에너지 준위에 해당하는 파동 함수의 형태이다. 에너지 준위가 증가함에 따라 파동 함수는 진동의 수가 증가하고, 이러한 진동 수는 에너지의 제곱근에 비례하는 경향을 보인다. 예를 들어, 기본 상태에서는 파동 함수가 하나의 봉우리를 가지며, 첫 번째 경우에는 두 개의 봉우리를, 두 번째 경우에는 세 개의 봉우리를 가지는 등으로 나타났다. 이러한 결과는 양자역학에서 예측한 바와 일치하여, 입자의 에너지 상태가 양자화되어 있음을 확고히 시켜준다. 두 번째로, 에너지 준위와 그에 대응되는 파동 함수의 변화를 통해 파동 함수의 대칭성과 경계 조건이 미치는 영향을 관찰하였다. 충격파의 경…(생략)