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과학156

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태양 흑점의 이동 방향과 태양의 자전 방향 태양 흑점의 이동태양의 표면을 광구라고 하는데, 광구에는 대류 현상 때문에 발생하는 쌀알 무늬(granule)와 주위보다 온도가 낮아서 어둡게 보이는 흑점(sunspot)이 있습니다. 이 흑점을 지구에서 일정한 시간 간격을 두고 관찰을 해보면 위치가 변하는 것을 알 수가 있는데요, 지구에서 보는 방향을 기준으로 동쪽에서 서쪽으로 이동을 합니다. 그리고, 태양 흑점의 이동을 조금 과장해서 그림으로 표현하면 아래와 같이 됩니다.  그러면 우리는 태양 흑점이 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 것으로부터 아래의 두 가지를 알 수가 있습니다. 태양은 서쪽에서 동쪽으로 자전한다.흑점의 위치 이동이 위도별로 상이하기 때문에 태양의 표면이 고체가 아닌 기체임을 알 수 있다. 실제로 태양의 자전 속도는 NASA 웹사이트에 있는.. 2024. 5. 8.
피부 감각점 분포 실험 감각 기관의 하나인 피부는 피부 감각, 즉 피부를 통해 차가움과 따뜻함, 통증 및 부드러움과 딱딱함 등을 자극으로 받아들이는데요, 통점, 압점, 촉점, 냉점, 온점의 다섯 가지 감각점이 존재합니다. 여기서 감각점은 우리 신체에 전체적으로 고르게 분포되어 있는 것이 아니라 부위에 따라 다르게 분포하는데요, 같은 부위라고 할지라도 감각점의 종류에 따라 그 개수가 다르고, 따라서 해당 감각점이 많은 신체 부위라면 그 감각점이 받아들이는 자극에 더 민감하겠죠. 일반적으로 감각점의 분포 숫자는 통점 > 압점 > 촉점 > 냉점 > 온점 순으로 많다고 생각을 하면 됩니다. 우리는 이를 간단한 실험을 통해서 확인을 할 수가 있는데요, 이쑤시개로 신체 부위를 살짝 찔러보는 실험입니다. 피부의 감각점 분포 실험 내용 실험.. 2024. 5. 7.
E = hv 간략 설명 (빛의 진동수, 파장과 에너지 관계식) 빛은 입자인 줄 알았다가 토마스 영의 이중 슬릿 실험을 통해서 파동임이 밝혀졌죠. 그리고 맥스웰이 빛의 본질이 전자기파(electromagnetic wave)임을 규명하였고, 후에 플랑크가 빛의 에너지는 플랑크 상수와 진동수의 곱이라는 것을 발표하게 됩니다. 아래와 같은 식이죠. E = hv 입자의 에너지를 나타내는 식이 되는데, 참고로 아인슈타인이 다시 빛이 입자라는 것을 발표합니다. 천재를 한명 꼽으라면 저는 아인슈타인을 꼽습니다. 아무튼 다시 돌아와서, 여기서, E는 에너지, h는 플랑크 상수(Planck constant)로 6.62607015 x 10^(-34) ㎡kg/s 입니다. 여기서 v는 제가 편의상 알파벳 v로 썼지만 빛의 진동수를 나타내는 그리스문자 ν(뉴)입니다. 위의 식을 읽을 때 ".. 2024. 5. 1.
금속 원소 불꽃반응 원리 불꽃반응이란 (Flame Test)철, 리튬, 나트륨, 알루미늄 등의 금속 원소 또는 금속 원소를 포함하는 물질을 불꽃에 넣으면 금속 원소의 종류에 따라 고유의 불꽃반응 색이 나타나는 것을 불꽃반응이라고 합니다. 영어로는 Flame test라고 합니다. 여러 원소의 불꽃반응 색은 아래와 같습니다.  불꽃 반응 색과 관련하여 자주 등장하는 원소들의 불꽃 반응 색을 테이블로 정리하면 아래와 같습니다. 원소 구분불꽃 반응 색리튬빨간색스트론튬빨간색나트륨 (소듐)노란색칼륨 (포타슘)보라색구리청록색칼슘주황색바륨황록색 실험 방법이 아주 간단하고, 물질의 양이 적어도 가능하기 때문에 쉽게 원소를 확인할 수 있는 방법으로 물질의 종류가 다르더라도 동일한 금속 원소가 포함이 되어 있으면 같은 불꽃 반응 색을 확인할 수가 .. 2024. 5. 1.
일의 열당량과 열의 일당량 계산 (kgf·m/kcal) 열역학 제1법칙은 간단하게 에너지 보존 법칙으로 요약을 할 수 있는데, 조금만 풀어서 쓰면 에너지는 다른 형태로 바뀔 수는 있으나 새롭게 생성되거나 소멸되어 사라지지 않고 보존이 된다는 것입니다. 따라서 열과 일은 모두 에너지의 한 형태이기 때문에 일과 열이 서로 전환이 가능하다는 것이죠. 그러면 일의 열당량과 열의 일당량이라는 개념만 안다면, 위의 에너지 보존 법칙에 대한 설명 만으로도 쉽게 계산하여 전환을 할 수가 있습니다.  일의 열당량일의 열당량이라는 것은 쉽게 표현을 하면 일을 열량과 비교하였을 때 환산할 수 있는 양이라고 이해를 하면 됩니다. 다시 말해서 역학적 에너지가 얼마만큼의 열에너지로 전환할 수 있는가가 되는데요, 아래와 같이 쉽게 계산을 해볼 수가 있습니다. 과학에서 말하는 일이라는 .. 2024. 4. 25.
망막에 상이 거꾸로 맺히지만 바로 보이는 까닭 시각을 담당하는 눈에서 물체를 볼 때 빛이 각막을 통하여 수정체를 거친 다음에 유리체를 통과하여 망막에 상이 맺히게 됩니다. 그런 다음에 망막 시각 세포를 통해 시각 신경을 거쳐 뇌로 전달이 되어 물체를 보게 되죠. 물체를 보는 과정을 요약해서 나열해 보면 아래와 같이 됩니다. 빛 → 각막 → 수정체 → 유리체 → 망막의 시각세포 → 시각 신경 → 뇌 여기서 가까이 있는 물체나 멀리 있는 물체를 볼 때 수정체(lens)의 두께가 섬모체의 수축과 이완을 통해 조절이 되면서 망막(retina)에 상이 맺히는데요, 이때 망막에 거꾸로 된 상이 맺히게 됩니다. 도립상이라는 표현을 사용하기도 하는데요, 이유는 볼록렌즈를 생각해 보면 됩니다. 초점(focus)보다 멀리에 상이 맺히기 때문인데, 아래 이미지를 보시면.. 2024. 4. 25.
공기의 분자량 계산 방법 간혹 가다가 기체의 밀도와 관련된 문제 등에서 공기의 분자량이 계산에 포함이 되어야 하는 경우가 있습니다. 그러면 주어진 조건에서 공기의 분자량을 구해서 적용을 하여야 하는데요, 간략하게 정리를 해봅니다.  공기의 평균분자량 계산하는 방법 공기 조성의 질량비가 주어졌을 때우선 공기 조성의 질량비가 어떻게 되어 있는지 주어진 경우에는 아래와 같이 구할 수 있습니다. 공기의 조성비는 w/w% 기준으로 (질량비 기준) 미량의 질소 76.8%, 산소 23.2%로 구성이 됩니다. 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등의 미량 기체들은 제외하고 주어지는데, 사실 다른 미량 기체들까지 주어지거나, 공기 조성의 질량비가 숫자가 다르게 주어져도 동일한 방식으로 계산을 하면 됩니다. 여기서 질소와 산소의 분자량이.. 2024. 4. 23.
kgf 단위 개념과 kgf가 적용된 압력 단위 변환 kgf 단위 개념 압축 강도나 힘 등에 대한 단위에서 SI 단위인 N(뉴턴)이 아님에도 불구하고 산업계에서 많이 사용하는 단위 중의 하나가 kgf입니다. 대부분 케이지에프라고 읽는데 kilogram-force라서 킬로그램포스, 킬로그램중의 명칭이 사용됩니다. 여기서 kgf는 지구의 중력가속도 하에서 물체가 가지는 힘이 되는데, 예를 들어서 1 kgf는 1 kg의 물체가 지구의 중력가속도 하에서 가지게 되는 힘이 됩니다. F = ma에 따라서, 1kgf = 1kg x 9.8㎨이 됩니다. 따라서 소수점 한자리까지만 표기하면 1kgf = 9.8N이 되는 것이죠. 1 kgf = 1kg·㎨ = 9.8N 여기서 우리는 무게와 질량의 차이점을 이해를 해야 되는데요, 우선 아래의 링크를 읽어보시면 도움이 될 것 같습니.. 2024. 4. 19.
기체 상수 단위 환산 (gas constant) 기체 상수(gas constant)는 이상 기체 상태 방정식에서 등장하는 상수로 이상 기체 상수(ideal gas constant)라고도 합니다. 볼츠만 상수(Boltzmann constant)와 아보가드로 상수(Avogadro constant)의 곱으로 나타내어지는데, 참고로 이상 기체라는 것은 완전 기체라고도 부르며, 자세하게 설명할 수도 있지만 간략하게 정리하면 이상 기체 상태 방정식을 만족하는 기체를 뜻합니다. 아래의 이상기체 상태방정식을 보죠. PV = nRT P : atm, V : L, n : mol, T : K 여기서 압력(P), 부피(V), 기체의 몰수(n), 온도(K)의 단위를 알기 때문에 우리는 기체상수의 단위가 어떻게 될지 쉽게 확인할 수가 있죠. 기체상수 R을 단위별로 정리해 보면 .. 2024. 4. 11.
쿨롱(C) 단위 변환 쿨롱 단위와 전자의 개수 전하(electric charge)의 국제단위(SI unit)는 쿨롱(C, coulomb)인데, 전자 하나의 전하량은 약 1.6 x 10^(-19) C입니다. 그렇다면 1C의 전하량은 몇 개의 전자가 가지는 전하량인지는 단순하게 역수를 취하면 나오겠죠. 전자 하나의 전하량 : 1.6 x 10^(-19) C 1C 전하량의 전자 개수 : 6.25 x 10^(18) 개 여기서 전자 하나의 전하량인 1.6 x 10^(-19) C를 기본전하량이라고 합니다. 쿨롱 단위의 정의와 변환 쿨롱(C)은 전류 1A가 1초 동안 도선을 흘렀을 때 이동한 전하의 양으로 정의가 됩니다. 바꾸어서 말하면 1A는 1초당 1C의 전하가 이동한 것으로 정의가 되는 것입니다. 1 C = 1 A x 1 s 1 A .. 2024. 4. 11.
계절별 일기도 특징 파악과 날씨 일기도와 위성사진 일기도는 기온, 기압, 풍향, 풍속, 고기압, 저기압, 전선 등의 기상 정보를 지도에 기호로 표시를 한 것인데, 기압의 경우에는 hpa(헥토파스칼) 단위로 기압이 같은 곳을 연결한 등압선을 그려 넣게 되며, 주변의 기압보다 높으면 고라고 표시하여 고기압을 나타내고, 주변의 기압보다 낮으면 저라고 표시하여 저기압으로 표기를 합니다. 위성사진과 비교를 한다면 구름이 있는 부분은 하얗게 나타내게 되는데, 저기압 중심부에는 상승 기류가 나타나기 때문에 구름이 많아서 날씨가 흐리고 비나 눈이 내릴 가능성이 있고, 고기압 중심부에는 하강 기류가 나타나기 때문에 구름이 없어서 날씨가 맑습니다. 저기압 중심부 고기압 중심부 상승 기류가 나타난다. 하강 기류가 나타난다. 구름이 많아 날씨가 흐리고 비나.. 2024. 4. 10.
J 단위 변환과 개념 일과 에너지 과학에서 말하는 일이라는 것은 물체에 힘(Force)이 작용하여 물체가 힘의 방향으로 이동하게 되는 것을 일컫는 것으로, 아래와 같이 물체에 작용한 힘의 크기와 힘의 방향으로 이동한 거리의 곱으로 구해집니다. 일 = 힘 x 이동 거리 W = Fs J = Nm 여기서 단위는 J(줄)이 되는데, 위의 정의에서 알 수가 있듯이 물체에 1N의 힘을 작용하여 물체를 힘의 방향으로 1m 이동시켰을 때 한 일이 됩니다. 1J 단위 환산 일의 단위인 J(줄)의 개념을 알았으니 이제 단위를 변환하는 것은 어려운 일이 아닙니다. 정리하면 아래와 같이 되겠네요. 1 J = 1 N · m = 1 kg · ㎡ / s^2 = 1 Pa · ㎥ = 1 W · s = 1 C · V 왜 위와 같이 J 단위가 변환이 될 수 .. 2024. 4. 9.
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