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알아두면 쓸모있는 양자역학 이야기 – 3. 빛의 입자설

고대 그리스 시대의 데모크리토스는 빛을 입자라고 주장했고, 아리스토텔레스는 파동이라고 주장했다. 이후 고전역학 시대에는 빛과 그 빛이 방출하는 에너지가 연속적이라고 생각해, 마치 스피커 볼륨을 올리면 소리가 일정하게 커져 가는 모습과 비슷하게 여겼다. 하지만 고전역학으로 몇 가지 자연현상을 설명하기 어렵게 되면서 물리학적 사고의 전환이 필요하게 되었다. 고전역학에서 현대역학으로 넘어가게 되는 패러다임의 전환은 빛의 입자설 등장에서 본격적으로 시작됐다. 20세기 이전에는 뉴턴 역학, 맥스웰의 전자기학이면 모든 자연현상을 설명할 수 있다고 생각했으나 20세기 들어 상대성 이론과 양자론이 등장하며 고전역학의 오류를 비로소 해결할 수 있게 되었다. 과학사로 볼 때, 양자역학 관점에서 고전물리학의 오류를 처음으로 논하게 된 계기는 전자기파의 열복사(thermal radiation) 현상에 관한 설명이 어렵다는 것이었다. 에너지는 연속적이라는 기존의 관념으로는 자외선 영역의 열복사를 수학적으로 기술하지 못했는데 빈(Wien)과 플랑크(Planck)에 의해 이 문제가 풀렸다. 플랑크는 연속적인 에너지를 일정한 크기로 잘라서 단편화시킨 개념인 에너지 양자가설(quantum hypothesis)을 제안한다. 물질에 의한 열복사의 방출 또는 흡수는 연속적으로 일어나는 것이 아니라 이미 정해진 불연속 에너지의 정수배로 일어난다는 것이다. 예를 들어 표현하면 미시 세계에서는 위의 그림처럼 에너지(구슬)가 연속적으로 굴러 내려오는 것이 아니라, 우측의 계단처럼 정해진 비율로 불연속적으로 움직인다는 것이다.  이는 고전물리학과 정면으로 대치되는 가설로써 그의 열복사 공식을 만족시키기 위해 혁신적인 가정을 제안했던 것이다. 이러한 가설을 통해 에너지의 불연속성이 증명되었고 플랑크는 양자역학의 문을 열게 됐다.   빛의 입자설 – 광전효과로 설명되다 알루미늄 금속판에 빛(UV;자외선)을 비추면…
빛과 어둠을 자연 그대로의 화질로 구현하려는 HDR 기술
테크 2019/03/20

[디스플레이 용어 알기] 12. HDR (High Dynamic Range)

일반적인 디스플레이는 우리 눈이 볼 수 있는 범위보다 훨씬 제한적인 수준의 밝고 어두움을 표현하고 있습니다. HDR은 영상의 밝고 어두운 영역을 더욱 세밀하게 묘사함으로서 실제로 우리 눈이 보는 풍경과 비슷한 화질을 보여주는 기술입니다.

쉽게 알아보는 공학이야기 8 – 차원해석

자연 현상이나 공학 문제를 수학식으로 표현한 것을 수식화 또는 공식화(formulation)라고 한다면, 이를 행하기 전에 수행하는 것을 차원해석(dimensional analysis)이라고 합니다. 차원해석이란, 관련 물리 변수들을 도출하고 이들을 구성하는 기본차원을 살펴봄으로써 변수들의 관계를 개략적으로 파악하는 수학적 방법을 말합니다.  *기본차원이란, 모든 유도차원을 만들 수 있는 길이(L), 시간(T), 질량(M) 등 7개의 독립적인 차원을 말한다.   수식의 동차성 수식에 나타나는 변수들은 각기 차원(단위)을 가지고 있으며, 이들의 조합으로 이루어진 항들 역시 특정한 차원을 가지게 됩니다. 수식에는 등호를 중심으로 좌변과 우변이 있고, 각 변은 하나 또는 여러 개의 항으로 이루어집니다. 항이란, 물리 변수들의 조합으로 이루어진 변수 덩어리로서 덧셈이나 뺄셈 기호로 연결됩니다. 여기서 중요한 것은 수식을 이루는 각항들은 모두 같은 차원과 같은 단위를 가져야 한다는 점입니다. 이를 차원의 동차성(dimensional homogeneity)이라 합니다. ▲ 서로 다른 차원(단위)의 물량은 더하거나 뺄 수 없다.  예를 들어 면적과 길이, 질량과 열량, 그리고 키와 몸무게처럼 차원이 다른 물리량을 서로 더하거나 뺄 수 없습니다. 영어 표현에 ‘오렌지와 사과’라는 말이 있습니다. 같은 기준으로 비교 평가할 수 없는 것을 동일 선상에 올려놓으려 할 때 쓰는 표현입니다.   버킹엄의 파이 정리 차원해석을 정리하기 위해서는 ‘Buckingham의 Pi 정리’를 알아 둘 필요가 있습니다. 버킹엄의 파이 정리는 물리 현상을 지배하는 관련 변수가 모두 k개이고 이들을 이루는 기본차원이 r개라면, 무차원 변수는 k-r개 유도될 수 있다는 사실을 설명합니다. 일반적인 변수를 나타내는데 엑스(X)를 쓰는 것처럼 파이(Π)는 무차원 변수를 나타내는 그리스 문자입니다. k개의 변수들 사이의…
기획팀
SDC 피플 2019/03/18

[직무탐험] 때론 냉철하게, 때론 유연하게 사업 전략을 세워 나가는 삼성디스플레이 ‘기획팀’

삼성디스플레이가 세계 최고의 기술력으로 디스플레이 시장을 리드할 수 있었던 이유는 무엇일까요? 각 분야에서 최선을 다하고 있는 임직원들의 노력은 물론이고, 주요 사업부의 사업 전략을 수립하고 나아갈 방향을 제시하는 기획팀의 역할이 있었기 때문입니다. 삼성디스플레이 사업의 ‘등대’ 역할을 하고 있는 기획팀 직무를 알아보겠습니다.   삼성디스플레이 기획팀, 어떤 일을 하는 곳일까? ▲ (왼쪽부터) 조인호 프로, 이상규 프로, 방주혁 프로, 이준영 프로 삼성디스플레이 사업의 미래를 그리고, 사업 경쟁력 강화와 성장 동력 확보를 위한 전략을 수립하는 기획팀. 기획팀은 디스플레이 사업의 중장기 전략을 수립하고, 실행체계를 만들어 회사 경영의 방향을 제시합니다. 회사의 가이드 역할을 위해 글로벌 업계의 동향을 파악하고 환경 변화를 조사 분석할 뿐 아니라, 사업에 대한 투자 전략을 수립하고 실행, 관리하기도 합니다. 또한 대외 협력을 통해 경쟁력 강화를 위한 전략을 구축합니다. 경영진의 올바른 의사결정을 위한 인사이트를 제시하며, 회사의 미래를 위한 틀을 짜는 곳인 만큼 정확한 판단력과 통찰력을 가진 인재들이 모여 있습니다.   삼성디스플레이의 비전을 만들어가는 기획팀 팀원들!   무엇을 상상하든, 그 이상을 실현한다! 이처럼 기획팀은 회사가 해야 할 일을 찾아내고, 리스크 분석을 포함한 실행 계획을 수립한다는 점에서 삼성디스플레이의 ‘브레인’과 같은 존재입니다. 최근 디스플레이 사업의 경쟁이 심화되는 중요한 변곡점을 맞아, 기존 사업을 조정하고 차세대 사업에 대한 계획을 제시하는…
모바일 2019/03/15

2019 스마트폰 지문인식 트렌드, 왜 FoD 인가?

풀스크린 스마트폰 시대~ 디스플레이 확대로 인해 주변부로 밀려나기도 했던 지문 인식 기능이 드디어 디스플레이의 품으로 들어왔습니다. OLED에서만 구현이 가능한 디스플레이 지문 인식 기술 FoD(Fingerprint on Display). 어떤 원리일까요?