양자역학에서 전자 파동을 기술하는 함수를 부르는 파동함수로 전자가 어느 위치에 있는지 어떤 속도로 가지는지 정확히 얘기할 수 있다.
굉장히 어렵고 추상적인 개념인데요. 일단 제가 여기 나온 말 중에 빨간색으로 표시된 부분에 집중해서 천천히 설명해 드리도록 하겠습니다. 아마 양자역학에서 파동함수라는 말은 아마 많이들 들어보셨을 것입니다. 그러니까 고전역학과 달리 양자역학에서는 우리가 전자를 입자로 생각하지 않고 파동으로 생각합니다. 그래서 전자파동의, 전자파동을 기술하는 함수를 우리가 간단히 파동함수라 부릅니다. 예를 들어서 우리가 여기 그림에 보여드린 게 수소원자의 모형인데요. 우리가 고전역학에서는 수소원자를 기술할 때 원자핵 주변을 수소 입자가 아니, 전자가 어떤 원을 따라서 원운동 하고 있는 것으로 보통 그림으로 묘사를 합니다. 이런 입장에서는 우리가 전자가 입자고 어느 순간에 전자가 어느 위치에 있는지, 어떤 속도를 가지는지 우리가 정확히 얘기할 수 있습니다. 그런데 양자역학에서는 전자 이렇게 기술하지 않고요. 항상 전자가 공간의 어떤 점에 존재할 확률을 얘기합니다, 우리가. 그래서 양자역학 입장에서 이런 수소원자 모양에 있는, 수소원자에 있는 전자를 기술할 때는 이렇게 우리가 intensity flux를 그려서요. 여기 진하게 표시된 부분에서는 전자가 존재할 확률이 높고 흐린 부분에서는 전자가 나올 확률이 낮고, 이런 개념을 통해서 우리가 전자를 기술합니다. 그런데 이것은 원자 하나에 대해 있는 전자의 성질을 기술한 것이고요. 제가 오늘 말씀드릴 것은 고체에 있는 전자의 성질을 말씀드릴 것입니다.