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새 자연철학 세미나 몸풀기 모임 19-1회 – 통계역학 2 : 자유에너지와 거시상태 변화의 원리

2022년 6월 2일 8:30 오후 – 10:30 오후 KST


새 자연철학 세미나는 ⟪장회익의 자연철학 강의⟫를 함께 읽고 그 요체를 이해하고 논의하기 위한 장입니다. 2019년 11월부터 2021년 9월초까지 공부했던 자연철학 세미나에 이어 2기 세미나인 새 자연철학 세미나는 2021년 9월 중순부터 시작하였습니다. 2022년 연말까지 진행할 자세한 세미나 계획과 운영 방식은 새 자연철학 세미나 보완 계획을 참고해주시기 바랍니다.


[새 자연철학 세미나 몸풀기 모임 19-1회]

때 : 2022년 6월 2일 목요일 오후 8시 30분 ~ 10시 30분

주제 : 통계역학 2 – 자유에너지와 거시상태 변화의 원리

주관 : 김재영

이 날 논의하는 자료들

  • ⟪장회익의 자연철학 강의⟫ 제5장 “소를 길들이다 – 통계역학” [내용정리] 온도의 의미와 그 활용, 자유에너지와 ‘변화의 원리’ (pp. 277-284)
  • 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 6-2. 통계역학(2) : 자유에너지와 거시상태 변화의 원리
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/13698)
  • 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 6-4. 통계역학 Q&A(1) : 에너지, 온도, 엔트로피, 자유에너지 등에 대한 질문
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/7106)
  • 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 6-5. 통계역학 Q&A(2) : ‘엔트로피는 에너지의 함수’에 대한 질문
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/10416)

참고자료

  • 장회익(2014). “제4장 열역학의 법칙과 자유에너지”. ⟪생명을 어떻게 이해할까? – 생명의 바른 모습, 물리학의 눈으로 보다⟫ (pp. 118-130). 한울 아카데미. [4장의 후반부]
  • 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 6-1. 통계역학(1) : 엔트로피, 미시상태와 거시상태
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/13584)
  • 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 6-3. 통계역학(3) : 통계역학의 활용
    • (https://greenacademy.re.kr/archives13803)
  • 대담영상 <장회익의 자연철학 이야기> 6 통계역학편의 강의 화면 자료
    • (새 자연철학 세미나 참여하는 분 연락처에 이메일 등록된 분들만 보실 수 있게 링크가 설정되어 있습니다. 자료를 보실 수 없는 분들은 greenacademy.kr@gmail.com 으로 말씀주세요.)
  • 김정구 교수님 통계역학 부분 발제 화면 자료 (5월 11일 자료, 5월 26일 자료)
    • (새 자연철학 세미나 참석하시는 분들 내려받으실 수 있습니다. 자주 쓰시는 이메일로 권한 설정이 안 되어 있는 분들께서는 greenacademy.kr@gmail.com으로 말씀 주세요.)

참고할 수 있는 자연철학 세미나 게시판의 글들

  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “시지프스님의 질문 1에 대한 하나의 대답”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “시지프스님의 질문 2에 대한 하나의 대답”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “엔트로피 최대 원리와 열평형 요건의 유도”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “정준분포(바른틀 분포)의 간략한 유도”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “상 전이와 란다우 평균마당 이론”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “온도란 무엇일까?”

6월 2일 새 자연철학 세미나 몸풀기 모임은 5월 26일의 본모임을 뒤따라가는 공부를 하겠습니다. 지난 몸풀기 모임 때에 ⟪자연철학 강의⟫ 제5장의 [내용정리] 중 온도의 내용을 이해하는 276쪽까지 읽었는데, 이번 주에는 277쪽부터 284쪽까지 읽으면서 배경계의 온도만 가지고 수소원자 내의 전자의 상태를 추정해보고, 열역학 제2법칙을 부분계의 자유에너지에 대해서 다시 써보는 공부를 해보겠습니다.

모임 공간 : 온라인 Zoom 모임공간

– https://snu-ac-kr.zoom.us/j/91276414592
– Zoom 회의 ID: 912 7641 4592
– Zoom 회의 비밀 번호: 우주의 역사 ***억년에 숫자 0을 다섯 개 더한 여덟 자리 숫자 (***00000) (⟪장회익의 자연철학 강의⟫ 299쪽 마지막 줄 참조)

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이벤트 네비게이션

  • « 새 자연철학 세미나 19회 – 통계역학 2 : 자유에너지와 거시상태 변화의 원리
  • 새 자연철학 세미나 20회 – 통계역학 3 : 종합 토론 »

3 댓글

  1. 자연사랑 2022년 05월 17일로그인 하여 답글 남기기

    공지해 주셔서 고맙습니다. 그런데 지금 확인해 보니 공지 준비 과정에 약간 혼선이 있었던 것으로 보입니다. 애초에 보조세미나는 본세미나에 앞서서 진행하는 대신에 본세미나에서 소화가 되지 않은 부분을 중심으로 뒤쫓아가는 것으로 상정되었다고 생각됩니다. ‘몸풀기’라는 이름으로 텍스트를 함께 읽는 것이지만, 도식적으로 말하면 ‘예습’보다는 ‘복습’에 더 치중하고 있다고 생각합니다.

    어제 사전 연락을 받았을 때에는 옆에 책을 갖고 있지 않아서 제가 대답을 잘못 했습니다. “온도와 자유에너지 개념 부분”을 공부하는 것이기 때문에 책의 263쪽부터 함께 읽어나가는 것이 더 좋을 것 같습니다. 다만, 263쪽부터 읽어나갈지 아니면 275쪽부터 읽어나갈지는 모임 시작할 때 의논하여 정해도 늦지 않겠습니다.

  2. 시인처럼 2022년 05월 17일로그인 하여 답글 남기기

    알겠습니다. 그러면 위의 공지내용은 26일 세미나를 다시 짚어보는 6월 2일의 19-1회 몸풀기 모임 내용을 바꾸고, 5월 19일 몸풀기 모임은 12일 세미나를 되짚어 공부하는 18-1회로 다시 공지하겠습니다.

  3. 자연사랑 2022년 05월 18일로그인 하여 답글 남기기

    세미나를 위해서는 책과 녹취와 녹취록만으로 충분하겠지만, 혹시 제가 쓴 글이 도움이 될 수도 있다면, 지난 5월 12일 모임에서 참고자료로 제시된 “열역학, 기체분자운동론, 통계역학의 짧은 소개“와 “열, 일, 내부에너지, 온도, 엔트로피, 자유에너지”가 오히려 이번 5월 19일 모임에 더 잘 맞을 것 같습니다.

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<양자역학을 어떻게 이해할까?> 19쪽에 언급된 "추가적 관측을 겹실틈 바로 뒤에서가 아니라 식별 스크린 바로 앞에서 수행하는 실험"을 더 정교하게 할 수도 있겠지만, 제 의견에는 이미 기존의 겹실틈 실험 특히 위에 인용한 Bach et al. (2013)에서 어느 정도는 이미 한 셈이라고 생각합니다. 왜냐하면 실험의 에너지 규모를 조절하여 방출되는 전자가 하나씩 나올 수 있도록 한 것이라서, 스크린 바로 앞에서 전자의 위치를 관측한 것과 비슷한 효과가 있기 때문입니다. 아마 이 아이디어를 적용한다면, 실제로 스크린 바로 앞에서 아주 약하게 전자의 위치를 관측하는 실험을 해 볼 수 있을 것입니다. 첨부한 그림은 Bach et al. (2013) 실험의 보충자료에 있는 실험세팅입니다.
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"겹실틈 실험의 실제 실험과 올바른 해석"(https://bit.ly/3ZeRBNv)에 인용한 Bach et al. (2013)의 실험은 겹실틈을 만든 뒤 가림막을 만들어 이동시킵니다. 그렇게 함으로써 두 실틈에 대해 (1) 둘 다 닫힌 경우 (2) 첫 번째 실틈만 열린 경우 (3) 두 실틈 모두 열린 경우 (4) 두 번째 실틈만 열린 경우 (5) 다시 두 실틈 모두 닫힌 경우에 차례로 스크린에 찍히는 점들의 분포를 보여줍니다. Bach, R. et al. (2013) Controlled double-slit electron diffraction. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/15/3/033018 "In 1965, Richard Feynman presented a thought experiment to show these features. Here we demonstrate the full realization of his famous thought experiment. By placing a movable mask in front of a double-slit to control the transmission through the individual slits, probability distributions for single- and double-slit arrangements were observed. Also, by recording single electron detection events diffracting through a double-slit, a diffraction pattern was built up from individual events." 리처드 파인만이 1965년에 이 이야기를 할 때만 해도 그냥 사고실험이었지만, 이제는 직접 실험해서 확인할 수 있는 시대가 되었습니다. 위에 인용한 실험도 발표된 지 벌써 12년이 지났습니다.
2025.05.15
불편을 드려서 죄송해요. 최근 정비에 들어가서 짬짬이 홈페이지에 불필요한 파일들을 덜어내고 있어요. 여유를 좀 확보해서 편하게 이용하시도록 해볼께요. 참, 당분간 게시판 글에 첨부되었던 파일과 사진이 잘 보이지 않을 수 있습니다. 용량 확보 작업을 하면서 일부 파일들을 옮겨두어서 그런 건데요, 소실된 것 아니고 잠시 옮겨두어서 그런 거니 당분간의 의도된 에러라는 점 양해해주세요~.
2025.05.13
^^;; 꼭 필요한 문서는 첨부하셔야지요. 책 원문 파일은 용량이 커서 그렇게 말씀드렸어요. 링크를 달면 좋은데 그게 안 되는 경우도 있고 그러네요. 양해 부탁드려요. ㅎㅎ;;;
2025.05.12
전화, 라디오, TV 등에 사용되는 전자기파는 매질이 없어도 존재하는 파동입니다. 파동이 항상 '무엇인가'의 파동이어야 하는 것은 아닙니다. 여기에서 말하는 '무엇인가'를 파동의 매질이라 부릅니다. 매질이 없어도 파동이 존재할 수 있다는 것은 신기한 일입니다. 2015년에 처음 검출된 중력파도 매질 없이 존재하는 파동입니다. 빛의 파동도 매질 없이 존재합니다. 19세기에는 빛의 매질을 '에테르'라고 부르면서 당연한 것으로 여겼지만, 대략 1905년 아인슈타인의 논문 이후로는 빛의 매질로 여겨졌던 '에테르'는 존재하지 않는다는 것이 주류의 이론입니다.
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