물리학

뉴턴의 운동법칙

Newton's Laws of Motion

힘, 질량, 가속도의 관계를 규정하는 세 가지 기본 법칙. 이후 모든 고전역학 이론이 출발하는 지점.

운동량 보존법칙

Conservation of Momentum

외력이 없는 계에서 전체 운동량은 변하지 않는다는 법칙. 충돌, 폭발 문제 해석의 핵심.

역학적 에너지 보존

Conservation of Mechanical Energy

보존력만 작용하는 계에서 운동에너지와 위치에너지의 합이 일정하게 유지된다는 법칙.

단진동

Simple Harmonic Motion

복원력이 변위에 비례하는 진동 운동. 용수철, 진자 등 다양한 물리계를 기술하는 기본 모델.

라그랑주 역학

Lagrangian Mechanics

일반화 좌표를 이용해 구속조건이 있는 복잡한 시스템의 운동방정식을 유도하는 해석역학의 방법.

해밀턴 역학

Hamiltonian Mechanics

위치와 운동량을 대등한 변수로 다뤄 위상공간에서 계의 시간 변화를 기술하는 해석역학의 형식. 양자역학으로 이어지는 다리 역할.

케플러의 법칙

Kepler's Laws

행성이 태양 주위를 타원 궤도로 돈다는 것을 포함한 세 가지 경험 법칙. 이후 뉴턴의 중력 법칙으로부터 유도됨.

유체정역학

Fluid Statics

정지한 유체 내부의 압력 분포를 다루는 역학. 부력, 대기압 등의 현상을 설명함.

탄성체의 응력텐서

Stress Tensor in Elastic Media

연속체 내부의 응력 상태를 방향에 따라 완전히 기술하는 2차 텐서. 고체와 유체를 아우르는 연속체역학의 핵심 도구.

쿨롱의 법칙

Coulomb's Law

두 점전하 사이에 작용하는 힘이 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다는 법칙. 전자기학의 출발점.

전기장과 전위

Electric Field & Potential

전하가 주변 공간에 만드는 힘의 장(전기장)과, 단위 전하가 가지는 위치에너지(전위)의 개념.

옴의 법칙

Ohm's Law

도체에 흐르는 전류가 걸어준 전압에 비례한다는 법칙. 회로 해석의 가장 기본적인 관계식.

맥스웰 방정식

Maxwell's Equations

전기장과 자기장을 통합적으로 기술하며 전자기파의 존재를 예측한 4개의 방정식.

전자기 유도

Electromagnetic Induction

자기선속의 변화가 기전력을 유도하는 현상. 렌츠의 법칙에 의해 유도 전류는 그 변화를 방해하는 방향으로 흐름.

전자기파

Electromagnetic Waves

맥스웰 방정식으로부터 유도되는, 전기장과 자기장이 서로를 유도하며 공간을 진행하는 파동. 빛도 전자기파의 일종.

간섭과 회절

Interference & Diffraction

두 개 이상의 파동이 중첩되어 보강/상쇄되는 간섭과, 파동이 장애물을 만나 휘어져 퍼지는 회절 현상. 빛의 파동성을 보여주는 대표적 현상.

편광

Polarization

빛의 전기장 진동 방향이 한쪽으로 정렬된 상태. LCD 디스플레이, 편광 선글라스 등에 응용됨.

유도방출과 레이저 발진

Stimulated Emission & Laser Oscillation

들뜬 원자가 외부 광자에 의해 위상이 같은 광자를 추가로 방출하는 유도방출 현상을 이용해 빛을 증폭시키는 원리.

광공진기

Optical Resonator

두 개의 거울 사이에서 빛이 반복적으로 왕복하며 증폭되도록 만드는 구조. 레이저 발진에 필요한 광궤환을 제공함.

슈뢰딩거 방정식

Schrödinger Equation

양자역학적 계의 상태(파동함수)가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 기술하는 기본 방정식.

불확정성 원리

Heisenberg Uncertainty Principle

입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없다는 양자역학의 근본적인 한계를 나타내는 원리.

파동-입자 이중성

Wave-Particle Duality

전자, 광자 등 미시 입자가 상황에 따라 파동처럼 또는 입자처럼 행동하는 양자역학의 핵심 현상.

파울리 배타 원리

Pauli Exclusion Principle

동일한 양자 상태에는 두 개 이상의 페르미온(전자 등)이 존재할 수 없다는 원리. 원자의 전자 껍질 구조와 주기율표를 설명하는 근간.

양자 터널링

Quantum Tunneling

입자가 고전역학적으로는 넘을 수 없는 에너지 장벽을 일정 확률로 통과하는 양자역학적 현상. 반도체 터널 다이오드, 주사터널링현미경(STM)의 원리.

볼츠만 분포

Boltzmann Distribution

열평형 상태에서 입자가 특정 에너지 상태를 가질 확률이 에너지에 지수함수적으로 의존한다는 통계역학의 핵심 분포.

엔트로피와 미시상태 수

Entropy & Microstates

거시적 상태에 대응하는 미시적 배열의 경우의 수(미시상태 수)로 엔트로피를 정의하는 볼츠만의 통계역학적 해석.

특수상대성이론과 로런츠 변환

Special Relativity & Lorentz Transformation

빛의 속도가 모든 관성계에서 동일하다는 가정으로부터 시간 지연, 길이 수축 등이 유도되는 이론. 좌표 변환은 로런츠 변환을 따름.

질량-에너지 등가

Mass-Energy Equivalence

질량과 에너지가 본질적으로 같은 것이며 서로 전환될 수 있다는 특수상대성이론의 귀결. 핵반응 에너지 계산의 기초.

초전도 현상

Superconductivity

특정 임계온도 이하에서 전기저항이 완전히 사라지고 자기장을 밀어내는(마이스너 효과) 현상. BCS 이론으로 저온초전도를 설명함.

페르미 액체 이론

Fermi Liquid Theory

강하게 상호작용하는 전자들의 집합을 마치 상호작용이 약한 준입자들의 모임처럼 다룰 수 있다는 이론. 금속의 전자 물성을 설명하는 표준적 틀.

표준모형

Standard Model

자연계를 이루는 기본 입자(쿼크, 렙톤)와 이들 사이의 상호작용(강력, 약력, 전자기력)을 기술하는 입자물리학의 현재 가장 성공적인 이론.

쿼크와 강한상호작용

Quarks & Strong Interaction

양성자, 중성자 등을 구성하는 더 근본적인 입자인 쿼크와, 이들을 결합시키는 강한 핵력(색전하를 매개로 하는 상호작용).

항성 진화

Stellar Evolution

별이 핵융합 연료를 소진하며 주계열성에서 적색거성, 백색왜성 또는 초신성·중성자별·블랙홀로 변해가는 일생의 과정.

블랙홀과 사건의 지평선

Black Holes & Event Horizon

중력이 너무 강해 빛조차 빠져나올 수 없는 천체(블랙홀)와, 그 경계가 되는 사건의 지평선.

몬테카를로 방법

Monte Carlo Methods in Physics

난수를 이용해 통계역학적 시스템이나 복잡한 적분을 수치적으로 계산하는 방법. 상전이 시뮬레이션 등에 널리 쓰임.

유한차분법

Finite Difference Method

미분방정식의 도함수를 이산적인 차분으로 근사해 컴퓨터로 수치해를 구하는 방법. 열방정식, 파동방정식 등의 수치해석에 사용.