Light-Front Quark-Model Analysis of Heavy-Meson Radiative Decays

최호명 한국물리학회 2008 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.53 No.2

We present the magnetic dipole (M1) transitions V → Pγ of various heavy- avored mesons, such as (D,D*,Ds,D*s,ηc,J/ψ) and (B,B*,Bs,B*s,ηb,γ), by using the light-front quark model constrained by the variational principle for the QCD-motivated effective Hamiltonian. The weak decay constants of heavy mesons and the decay widths for V → Pγ are calculated. The radiative decay for the γ→ηbγ process is found to be very helpful in determining the flunmeasured mass of ηb. Our numerical results are overall in good agreement with the available experimental data and with the results of other theoretical model calculations. We present the magnetic dipole (M1) transitions V → Pγ of various heavy- avored mesons, such as (D,D*,Ds,D*s,ηc,J/ψ) and (B,B*,Bs,B*s,ηb,γ), by using the light-front quark model constrained by the variational principle for the QCD-motivated effective Hamiltonian. The weak decay constants of heavy mesons and the decay widths for V → Pγ are calculated. The radiative decay for the γ→ηbγ process is found to be very helpful in determining the flunmeasured mass of ηb. Our numerical results are overall in good agreement with the available experimental data and with the results of other theoretical model calculations.

2015 개정 교육과정에 따른 중학교 자유학년제 과학과 물리 영역 주제선택 프로그램 분석

최호명,김혜현,권문호 경북대학교 사범대학부속중등교육연구소 2020 중등교육연구 Vol.68 No.2

While the initial free semester program(FSP) puts emphasis on the career exploration activities, its emphasis is now shifted to the effective operation of theme selection activities. In this study, we analyzed the physics-based programs in theme selection activities, which were introduced on the FSP website of the Korean Ministry of Education. Especially, we analyzed distributions of the contents and in physics area, elements of the scientific key competencies(SKC), and types of science experiments in those physics-based programs. As a result, we found that the largest percentage of programs are related with the area of “forces and motion” and the scientific participation and lifelong learning among other SKC is the least included in all programs. And the closed and passive experiments are higher in proportion than the active and non-structured ones. Finally, we discussed the method to operate the theme selection activities effectively.

측정기기에 따른 유도 전류와 코일의 감은 수와의 관계 분석

권문호,최호명 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.2

본 연구에서는 코일의 감은 수에 따른 유도 전류의 세기를 검류계와 전류센서를 이용하여 분석하였다. 일반적으로 코일의 내부저항을 무시할경우, 유도 전류의 세기는 코일의 감은 수에 비례한다. 검류계로 측정한유도전류는 코일의 감은 수에 비례하여 증가하는 반면에 전류 센서로측정한 경우에는 그렇지 않음을 확인하였다. 이러한 현상이 나타나는이유는 코일의 내부저항이 검류계의 내부저항에 비해 매우 작아 무시가능한 반면에 전류 센서의 내부저항에 비해서는 무시할 수 없기때문이다. We analyzed the induced current by changing the number of turns in a coil of wire connected to a galvanometer and, in a coil connected to a current sensor. In general, the induced current is directly proportional to the number of turns in the coil of wire when the internal resistance of the coil is neglected. We found that the induced current measured by using a galvanometer was proportional to the number of turns in the coil, as expected. However, the current measured by using a current sensor was not proportional to the number of turns in the coil. The reason comes from the fact that while the internal resistance of the coil can be neglected compared to that of the galvanometer, it cannot be neglected in the case of the current sensor.

전자기 유도 법칙의 정량적 분석을 위한 실험 장치 제작 및 활용 방안 연구

권문호,최호명 한국물리학회 2009 새물리 Vol.58 No.2

In this study, an experiment was designed and examined to quantitatively analyze Faraday's law of electromagnetic induction. In this experiment, we analyzed the current induced by changing the speed of the magnetic flux, the strength of the magnetic field, and the number of turns in the coil, and we confirmed Faraday's law of induction that the induced current is directly proportional to the speed of the magnetic flux and to the strength of magnetic field. However, the induced current remained almost the same as the number of turns of the coil were changed, even though the induced electromotive force is directly proportional to the number of turns in the coil. 본 연구에서는 전자기 유도 법칙의 정량적 분석을 위한 실험 장치를 고안하고 분석하였다. 이 실험에서는 자속의 변화속도, 자속의 세기, 그리고 코일의 감은 수 등 세 가지 변인을 변화시키면서 유도 전류와의 관계를 알아보았다. 유도 전류는 자속의 변화속도와 자속의 세기에 정비례함을 확인할 수 있었다. 그러나 유도 기전력은 코일의 감은 수에 정비례하여 변화하는 반면 유도 전류는 코일의 감은 수에 상관없이 거의 변하지 않음을 확인할 수 있었다.

양성자의 크기 효과에 따른 수소 원자의 에너지 준위 변화

김진옥,최호명,유세기 한국물리학회 2011 새물리 Vol.61 No.11

We have studied how a finite sized proton affects the energy levels of a hydrogen atom by using first order perturbation theory. The analytic solution to the first order corrections for the n-th Bohr energy level is obtained. Correlations between quantum numbers and energy correction factors are made, and the strength of the largest correction factor is evaluated. We also make a sensible comparison among the three different types of corrections (fine structure,hyperfine splitting, finite sized proton effect) to the Bohr energies of the hydrogen atom. Conducting both quantitative and qualitative analyses of the effect of a finite sized proton on the hydrogen atom, we also aim to provide useful learning resources for students in quantum mechanics class. 양성자의 크기가 수소 원자 에너지 준위에 미치는 영향을 섭동론을 이용하여,보어 에너지 준위에 대한 1차 보정 에너지의 해를 해석학적으로 구하여 조사하였다. 양성자의 크기 효과에 의한 보정과 기존에 잘 알려진 다른 보정(미세 구조와 초미세 구조)을비교 분석하여,양자수와 에너지 보정인자들과의 관계 및 보어 에너지에 가장 큰 기여를 하는 보정인자에 대해논의하였다. 이 연구를 통하여양성자의 유한한 크기가 원자 에너지 준위에 미치는 영향에 대해정량적 뿐만 아니라 정성적으로 분석하여,양자역학 수업에 유용한 학습자료를 제공하고자 한다.

명화를 활용한 중학교 과학 빛 단원 STEAM 프로그램 개발

안희만,최호명,박종석 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.3

Scientific concepts linked with reflection, refraction, composition, and dispersion of light have been used on masterpieces of painting that represented the spirits of the times. Utilizing works of art in order to teach science classes not only helps to raise studentsï interest in science but also promotes new perspectives that traditional ways of teaching science may not. In this work, we developed the STEAM education program for the light unit in the middle-school science textbook by analyzing the properties and the concepts of light that are embedded in masterpieces. Our program consists of six hours of classes and takes the form of storytelling. According to teacher observation reports and students’ impressions obtained after our program had been applied, our program appears to have enhanced participating studentsï interest in science. 빛의 반사, 굴절, 합성, 분산 등 빛과 관련된 과학적 개념들이 시대별 미술 사조의 대표적 그림들에 활용되어 왔다. 이러한 미술 작품들을 활용해서 빛과 관련된 과학 수업을 진행하는 것은 학생들의 흥미를 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 기존의 전통적인 과학 수업 방식과는 다른 관점을 제시해 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 명화 속에 포함된 빛의 특성과 개념 분석을 통해 중학교 과학 빛 단원을 지도하기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 6차시로 구성되었고 스토리텔링 형식으로 제작되었다. 개발한 프로그램을 학생들에게 적용한 후, 교사의 관찰 일지와 학생들의 소감을 분석한 결과 이 프로그램이 과학의 흥미를 높이는데 효과를 거둘 수 있음을 알아내었다.

전자기 유도 방식을 이용한 용수철 진자의 미급감쇠 연구

권문호,최호명 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.2

We study underdamped oscillation of a magnet that's attached to a vertical spring, and which moves through a coil of wire. The magnet oscillating in the coil induces an electromotive force and a current according to Faraday's law of electromagnetic induction. We find that the induced magnetic force due to the induced current is proportional to the velocity of the magnet and, thus, plays the role of a damping force on the magnet. We also investigate the relation between the displacement of the magnet and the current induced in the coil. With time, the mechanical energy of the magnet-spring system is explicitly shown to be converted into electrical energy stored in the coil. 본 연구에서는 수직으로 매달린 용수철에 연결된 자석을 코일 내에서진동시켰을 때의 미급감쇠 진동에 대해 알아보았다. 코일 내에서진동하는 자석은 패러데이의 전자기 유도 법칙에 의해 코일에 유도기전력과 유도 전류를 만들어낸다. 우리는 이 유도 전류에 의한 자기력이자석의 속력에 비례하는 저항력의 역할을 함을 보였으며, 자석의 변위와유도 전류의 관계에 대해서도 조사하였다. 또한 자석-용수철 계의 탄성퍼텐셜에너지가 코일에 저장된 전기 에너지로 전환됨을 보였다.

원편광 원리를 활용한 STEAM 교육 프로그램 개발 및 적용 방안 연구

김경융,최호명 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.2

We have developed the STEAM education program for circularly polarized 3D glasses, and we discuss the application of this program to middle- and high-school students. As a representative application of the polarization phenomenon, 3D pictures and 3D glasses are very well known to students. However, most students do not understand the underlying scientific principle. Interesting and systematic development of experimental material is thus, necessary to help students understand this phenomenon scientifically. Our STEAM education program, which was developed using the phenomenon of circular polarization, consists of total of six hours of classes,and the instructor’s manual includes a consideration of the levels of the students. 본 연구에서는 원편광 원리를 이용한 3D 안경을 주제로 STEAM 교육프로그램을 개발하였고, 중고등 학생들에게 적용하는 방안에 대해논의하였다. 편광 현상의 대표적인 응용 예인 3D 입체 영상과 3D 안경은학생들에게 매우 잘 알려져 있으나 대부분의 학생들은 이들의 과학적원리에 대해서는 잘 이해하고 있지 못하다. 따라서, 이 편광 현상에 대한학생들의 과학적 이해를 돕기 위한 흥미롭고 체계적인 탐구 실험 자료의개발이 필요하다. 우리가 개발한 STEAM 교육 프로그램은 총 6차시로구성되어 있으며, 현장교육 상황을 고려하여 수준별로 적용하는데 필요한프로그램 매뉴얼도 만들어 제시하였다.

일반화된 탄동진자를 통한 선운동량과 각운동량 보존 연구

김은경,최호명 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.7

We study a perfectly inelastic collision between a moving bullet and a generalized ballistic pendulum consisting of particles. We obtained the general solutions for the linear and the angular velocities of the ballistic pendulum just after the collision. While the angular momentum is always conserved just before and after the collision, the linear momentum is found to be conserved only when the collision occurs at a very specific point. If the bullet collides with the nth particle of the ballistic pendulum, the collision condition satisfying both the linear and the angular momentum conservations is found to be 3n = 2N +1 (n≤ N). We also proved that the point satisfying this collision condition corresponds to the center of percussion of the generalized ballistic pendulum. 본 연구에서는 N개 입자로 구성된 일반화된 탄동진자와 탄환 사이의완전 비탄성 충돌에 관해 조사하였다. 특히, 충돌 직후 탄동진자의속도와 각속도에 대한 일반해를 구하였다. 충돌 직전과 직후에각운동량은 항상 보존되는 반면, 선운동량은 두 물체의 충돌이 특정한지점에서 이루어질 경우에만 보존됨을 알아내었다. 탄환이 탄동진자의n번째 입자에 충돌하는 경우, 선운동량과 각운동량이 동시에 보존되는충돌 조건은 3n = 2N +1 (n ≤ N)임을 찾아내었다. 또한 이 충돌조건을 만족하는 지점이 일반화된 탄동진자의 충격의 중심이라는 사실을증명하였다.

불꽃 관 제작과 적용에 관한 연구

김진일,최호명 한국물리학회 2007 새물리 Vol.55 No.5

We investigate the manufacture and application of flame tubes for a demonstration regarding a sound experiment. The flame tube experiment has the advantages of making a standing wave, measuring the speed of sound, and analyzing the longitudinal wave as a transverse wave. We find the optimum conditions of the flame tube experimentally by using those advantages and try to pursue a variety of applications in physics teaching in the classroom or at other scientific events. 중 $\cdot$ 고등학교에서 많이 다루고 있는 소리관련 데모자료들 중에서 음파를 시각화 시킬 수 있는 불꽃 관 (flame tube) 장치에 대한 제작과 적용방법에 대해 알아보았다. 불꽃 관 실험은 정상파의 형성이 쉽고, 진동수와 파장의 측정이 가능하여 음파의 속력을 구할 수 있으며, 종파의 횡파적 분석을 할 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 장점을 이용하여 불꽃 관 실험의 최적조건을 찾아 알려줌으로써 교사가 수업이나 과학 행사에 사용할 수 있도록 활용 방법의 다양성을 추구하였다.