0강. 물리화학(양자역학part) OT

안녕하세요 저는 물리화학을 그중에서도 양자역학을 가르치게 된 이진우라고 하고요 그래서 저에 대한 잠시 소개를 좀 해보면 제가 블로그를 이렇게 운영을 하고 있습니다 그래서 네이버 블로그를 운영하고 있고요 그리고 제가 뒤에서도 말하겠지만 오프라인 경험을 바탕으로 이 강좌를 만들게 됐어요. 그래서 제가 학부생일 때부터 후배들을 쭉 가르쳐 오고 최근까지도 여러 사람들을 가르치다가 결국에 물리화학 중에서도 양자역학 파트에 대한 이런 강좌를 만들게 됐는데 그래서 뭔가 영상으로 남기고 싶다는 생각도 강했고 그리고 영상으로 또 부족할 수도 있으니까 영상으로 부족할 수도 있으니까 네이버 블로그에 이렇게 텍스트 형식으로 제가 알고 있는 지식들을 이렇게 나눠드리고 싶어서 이렇게 만들고 포스팅을 하고 있고요 그래서 대략적으로 어떻게 진행될지를 한번 살펴보면 크게 물리화학 책이라고 하면 크게 두 가지가 메인이죠 그래서 에킨스가 만든 Physical Chemistry 최근 신판이 나왔고요 그래서 신판 위주로 제가 주교재를 삼아서 이거 위주로 제가 강의를 진행했고 그리고 아시다시피 이 책으로는 조금 부족한 부분이 있을 수 있어요 그래서 이 책으로는 부족한 부분이 있을 수 있으니까 부교재를 맥쿼리의 피지컬 케미스트리 얘도 벽돌 책이라고 부르는데 이 두 책을 중심으로 진행을 했고요 그래서 혼자 독학하시기에는 저는 개인적으로 부교재 얘를 추천을 드리고요 왜냐하면 에킨스 책은 방대한 내용이 들어 있습니다만 얘는 굉장히 사전식으로 구성되어 있기 때문에 굉장히 설명이 부족해서 처음에 공부하실 때 굉장히 어려움을 겪으실 수가 있어요. 그래서 독학하실 때는 이걸 추천드리고 나중에 이 강의에서는 13강이 되겠는데 13강에 해당되는 분광학Ⅰ. 분광학Ⅰ은 부교재보다는 주교재가 잘 되어 있습니다 그래서 주교재를 보시는 걸 추천드려요 그래서 제 강의의 특징이라고 하면 예제 및 증명 위주 초반에는 예제하고 증명 위주로 갈 겁니다 그래서 개념을 바탕으로 전체적인 제가 흐름을 굉장히 중요시해요 그래서 오프라인 강의에서도 중간중간 흐름을 잡아주는 그런 강의라고 생각하시면 되겠습니다 제 오프라인 경력을 잠시 소개해드리면 제가 아까 말씀드렸듯이 3년간 이렇게 중간에 요거 빼고요 일반화학 두 개는 빼고 중간중간에 일반화학은 빼고 여기 물리화학만 찾아보시면 전부 다 양자역학에 대해서 한 거거든요 그래서 16년, 17년, 18년 이렇게 물리화학 멘토를 했었고요 학교에서 그리고 제가 졸업한 후에는 블로그로 사람을 모집해서 연세대 학생이라든가 서울대학교 학부생 대상으로 개인적으로 이렇게 개인적으로 이렇게 튜터링을 진행했었습니다 공식적인 건 아니고요 그리고 최근까지 최근에 여름방학에도 화학 임용고시 대상으로 블로그에서 오히려 알게 된 분들하고 이렇게 튜터링을 진행했었고요 개인적으로 생각했을 때 조금 그분들이 좀 고마워하셨던 기억이 있습니다 그래서 나름대로 자부심이 있고요 그래서 수강 대상에 대해서 말씀을 드리자면 크게 4가지 정도로 나눌 수가 있겠습니다 그래서 첫 번째는 학부 물리화학 그 중에서도 양자역학 파트를 수강하는 대학생분들이 대상이 되겠고요. 그래서 교수님 수업을 들었는데 도대체 뭔 소리인지 모르겠다고 하시면 강의를 들으시면 되고요. 문풀은 아닙니다. 문제풀이 강의는 아니기 때문에 문제풀이는 혼자서 하시는 게 좋습니다. 그래서 문제풀이는 사실 자기가 일단 이해가 돼야 되고 그리고 문제풀이는 남이 도와주는 게 아니라 직접 해보는 게 훨씬 자기 실력 향상에 도움이 되기 때문에 그래서 일단 수업을 들었는데 모르겠다 이러면 들으시는 게 좋고요 그리고 2번은 기초를 다시 공부를 해야 되는 그런 대학원생이나 아니면 대학원을 준비하는 학생 그런 분들에게 도움이 될 수 있을 것 같고요 그리고 세 번째는 화학 임용고시를 준비하는 분들인데 개념이 조금 부족하다 근데 제가 이 강의를 되게 세분화를 해놨어요 뒤로 갈수록 세분화를 해놔서 이 파트 예를 들어서 군론 중에서도 예를 들면 분자 운동에 관한 거다. 예를 들어서 아니면 앞에 있는 포인트 그룹이나 캐릭터 테이블에 관한 거다. 그래서 이렇게 세분화를 해놨고 그리고 분광학도 마찬가지로 하나는 진동 스펙트럼이다. 하나는 회전 스펙트럼이다. 이렇게 세분화를 잘 해놨기 때문에 그것만 골라서 들을 수도 있고 그래서 개념, 임용고시를 준비하는데 개념이 부족하시다라고 생각하시면 이 강의를 들으시면 도움이 될 겁니다. 그리고 또 따로는 기초 양자역학, 물리화학의 특히 양자역학 초반부는 양자역학 과목하고 양자물리 과목하고 크게 차이가 없어요. 그래서 기초 양자역학에 관심이 있으신 분은 이 강의를 들으시면 좋을 것 같습니다. 그래서 수강 목표는요. 제가 얼마 되지는 않지만 그래도 한 3, 4년간? 3년간 정도? 3년간 후배나 사람들을 가르치다 보니까 느낀 건데 이 과목이 워낙 어렵다 보니까 전체적인 흐름을 놓치고 그냥 이것에만 집중해서 문제를 풀거나 그냥 그때만 이해하고 까먹거나 이런 경우가 많은 것 같아요. 그래서 전체적인 흐름이라는 게 중간중간 끊어질 수는 있겠지만 각 단원별로 전체적인 조금씩의 흐름이 있습니다. 그래서 그 부분을 제가 중간중간 잡아주려고 하다 보니까 강의가 중간이 좀 길어지지만 그래도 그 부분에 있어서 제가 신경을 좀 많이 쓴 강의고요. 그리고 마지막으로 아까 말씀드렸듯이 전체적인 흐름을 알고 가시면 좋기 때문에 한번 이렇게 짚고 가면요. 그래서 물리화학 양자역학 part는 크게 저는 개인적으로 입자의 순서대로 이렇게 간다고 생각을 해요. 그래서 처음에 배운 거. 가장 먼저 슈뢰딩거 방정식이라는 걸 배우고 그래서 모든 문제를 풀 수 있는 기본적인 방정식인 슈뢰딩거 방정식을 배우고요. 그래서 하나씩 아주 작은 시스템부터 시작을 하는데 그래서 입자가 하나인 것, 일체 문제부터 시작을 해서요. 그래서 상자 속 입자, 고리 위에 입자, 구면상 입자 여기까지는 병진 운동이고 여기부터는 회전 운동이 나오기 시작하죠. 그래서 하나까지는 다루다가 이제 두 개를 한번 다뤄보자. 두 개를 다루면서 환산질량이 나오는데 그래서 조화진동자라든지 강체회전자. 강체회전자 중에서도 이원자분자인 선형회전자에 해당되겠죠. 그리고 마지막으로 수소 원자. 수소 원자는 원자핵과 전자 이렇게 두 개의 물체가 존재하는 시스템인데 그래서 이체 문제에 대해서 다뤄보게 될 거고요. 그리고 이제 3체 문제로 가게 되면 이제 정확하게 슈뢰딩거 방정식을 풀기가 어렵기 때문에 여기 이 문제들을 풀기 위해서 근사법이 중간에 나오고요. 근사법을 배우게 되고 그리고 근사법을 바탕으로 이 문제를 어떻게 접근할 것인가를 이렇게 배우게 됩니다. 그래서 뒤로 갈수록 난이도가 점점점 상승하는 그런 흐름으로 되어 있고요. 그리고 또 중요시 여겨야 되는 게 결국에 우리가 얻고 싶은 거는 파동함수 또는 에너지라고 생각하면 돼요. 그래서 슈뢰딩거 방정식이 결국에 이렇게 생겼는데 해밀토니안에다가 파동함수를 붙이고 그리고 고유치가 앞에 나오게 되는데 결국에 이 고유치가 에너지거든요. 그리고 이 고유함수가 파동함수거든요. 그래서 결과적으로 파동함수를 찾아나선다. 결과적으로 이렇게 돌아갈 수는 있겠지만 결국에 우리가 얻으려고 하는 것은 이 두 개라고 생각하시면 돼요. 그래서 이 두 개를 얻기 위해서 어떻게 할 것인가에 대해 초점을 맞춰서 공부를 하시면 조금 더 편할 겁니다. 이상으로 OT는 마치도록 하고요. 이 강의가 도움이 되셨으면 합니다. 감사합니다.