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물리학/양자역학

에너지 밴드갭이 생기는 이유 (4)

Kronig-Penney model (4)

2012년 11월 15일 목요일

오전 6:52

3부의 결과를 그대로 가져왔습니다.

   

   

   

   

   

이걸 실수부, 허수부로 나눠서 따져볼건데...

   

[ ] 이부분 행렬 아닌거 ㅋㅋㅋ

기억하시죠?

4부에서는 처음 말하는거라...

앞부분 못보고 이것부터 보시는 분들을 위해

다시 한 번 말씀드립니다.

   

행렬 아니고 그냥 항이 너무 많고 길어서 여러줄로 나눈겁니다.

   

실수부

   

   

허수부

   

   

   

오호~~~이렇게 나눠놓으니 뭔가 감이 오는데요?

계수들이 부호만 다르고 똑같은데... 아~~~~~실수부는 코사인 항인데 허수부는 사인항이네...

그게 좀 아쉽네요~~~

   

이럴때 써 먹는 기법!

   

어차피 실수부도 0이고 허수부도 0이니깐 양변에 뭐를 곱하든 0입니다.

   

그리고... 삼각함수 항 줄일때 의외로 유용한게

   

   

이겁니다.

뭔가 줄어들겠죠? ㅋㅋ

   

   

   

계산하면~~

   

   

   

   

각각을 이항하면

   

   

   

   

이렇게 변형시킨 실수부와 허수부를 더해주면

   

좌변

   

   

   

   

우변

   

   

   

좌변=우변 형식으로 바꿔주면

   

   

   

   

한번 더 계산하면

   

   

흠.........좌변이 아직 복잡하네요

저것만 따로 떼어다가 정리 해 보겠습니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

[ ] 풀어주고 순서 정렬 - (코사인 먼저, ka먼저.)

   

   

   

   

   

   

   

같은 항 찾기

   

   

   

   

   

   

   

계산

   

   

   

   

   

다시 다른 방법으로 묶어서

   

   

   

   

   

계산

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

또 묶어주고~~

   

   

   

   

   

계산.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

앗!!

같은거 생겼다 ㅋㅋㅋ

또 묶어야지~~~

   

   

   

   

계산.

   

   

   

그리고 다음과 같이 또 묶어줍니다.

   

   

   

그리고 계산 ~~

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

짜잔~~~ 완전 간단해짐 ㅋㅋㅋ

   

근데 이게...뭐죠?

   

아까 실수부랑 허수부 더한것

   

   

여기서 좌변에 해당하는 부분이었죠?

   

네 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 저 긴놈이 정리하고나면 이렇게 줄어요

그래서 식이

   

   

이렇게 변하고 정리해주면 아래와 같은 식이 나옵니다.

   

   

이 식이 Kronig-Penny 모델입니다.

답이 나온거예요 저게

고체물리를 공부할때 결정구조를 가진 물질에서 파동함수는 저 조건을

만족하는 상태에만 존재 할 수가 있습니다.

   

그럼 저 많은 미지수가 뭘 뜻하나?

우리가 맨 처음 시작할때

   

주기적인 퍼텐셜에 놓인 입자의 파동함수는

   

   

이 형태를 따르고

우리가 고려한 퍼텐셜에서는 각각

   

I영역은

   

II영역은

   

이런 조건을 가지고 있었죠?

고체물리 하다보면 이거랑 비스무리한 식이 많이 나오는데...

이 식은 파동함수의 진행방향 (투과파인가 반사파인가)

그리고 진폭이 얼마나 감쇠하는지를 보여주는 식 입니다.

   

즉, 에너지랑 퍼텐셜과 관련이 깊은 변수들인데...

   

다음시간에 변수들의 의미가 나올거예요 ㅋㅋ

문제 풀면서 체감하는게 훨씬 나을것 같아서...

   

암튼 Kronig-Penny의 모델이 밴드갭이 왜 생기는지 설명을 해 준다고 하는데....

아직 와닿지 않죠?

식만 덩그러니 있고...

뭐 어쩌길래 밴드갭이 생기는지...

   

자~~ 그럼 마지막 궁금증은 5부로~~^^

   

Microsoft OneNote 2010을(를) 사용하여 작성했습니다.
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