수소원자의 오비탈이 흥미롭습니다. 이것을 알아내는 것이 바로 <양자역학을 어떻게 이해할까?> 209-216쪽의 "수소원자에 적용된 슈뢰딩거 방정식"입니다.

[그림 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital ]

위 위키피디어 Atomic orbital 해설에 이해에 편리한 동영상과 그림이 풍성합니다.

이전에 올린 글 "빛띠 공식과 양자역학의 계산"에서 1913년 덴마크의 닐스 보어가 원자 모형을 제안하고 그 뒤 독일의 아르놀트 조머펠트가 보어의 이론을 확장하여 보어-조머펠트 이론이 만들어진 내력을 소개했습니다.

수소원자의 모형을 이야기할 때 가장 중요한 것이 바로 분광선(빛띠)의 측정입니다.

[그림 출처: wikimedia]

19세기초부터 프라운호퍼가 프리즘을 통해 나뉘어 나온(즉 분광(分光)된) 무지개 빛에 검은 선이 있음을 발견했습니다. 스웨덴의 물리학자 안데르스 옹스트룀(Anders Jonas Ångström 1814-1874)은 수소 분광선들의 파장을 정밀하게 측정했습니다.

1862년에 출간된 "Recherches sur le spectre solaire (태양 분광선의 연구)"에는 매우 정밀한 분광선(빛띠)의 데이터가 실려 있습니다. 이 분광선을 설명하고 계산하고 예측하는 것이 이후 원자물리학의 중요한 과제가 되었습니다.

2020년에 올린 "슈뢰딩거의 파동역학"에 1926년에 나온 슈뢰딩거의 논문과 관련된 내용을 다룬 글이 있습니다. 오래 전에 <과학동아>에 실은 글인데 내용에서 조금 부정확한 것이 있습니다. 슈뢰딩거가 논문에서 먼저 풀이를 발표한 문제는 조화진동의 문제가 아니라 수소원자의 문제였습니다.

이에 대해 "슈뢰딩거의 조화진동 문제 풀이"에서 더 정확한 것을 다루었습니다.

이 글들에는 실제로 슈뢰딩거 방정식을 수소원자에 적용하여 구해낸 풀이를 다루지 않았습니다.

<양자역학을 어떻게 이해할까?> 216-219쪽에 서술된 내용의 조금 더 보충한 글이 "볼츠만 인수, 바닥상태와 들뜬 상태"입니다.

"양자역학이 담긴 논문들"에는 1926년 당시의 역사 이야기가 들어 있습니다.

수소원자에 슈뢰딩거 방정식을 어떻게 적용하는가 아래 강의가 아주 친절하고 정확하고 또 <양자역학을 어떻게 이해할까?> 209-216쪽의 내용과 잘 맞아떨어집니다.

The hydrogen atom

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