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자연 과학 Natural Science/물리 Physics 65

특수상대성이론

1. 특수상대성이론의 배경 A. 1895년 로렌츠는 빛의 속도가 관측자의 상대속도와 관계없이 항상 일정한 값으로 측정된다는 마이컬슨과 몰리의 실험결과를 설명하기 위해 물체가 달리면 달리는 방향으로 길이가 줄어들기 때문이라고 설명했다. 아일랜드의 피츠제랄드(George Francis FitzGerald, 1851~1901)도 같은 주장을 했기 때문에 이것을 로렌츠-피츠제랄드의 수축이라고 부른다. 로렌츠는 서로 다른 관성계에서 전자기학의 법칙이 같은 형식으로 나타내지기 위해서는 관성계마다 다른 시간을 사용해야 한다고 생각하고 1899년 시간의 변환식을 길이의 변환식에 덧붙이고, 이것을 로렌츠 변환식이라고 부르게 되었다. B. 아인슈타인은 로렌츠의 수축이 단순히 길이가 줄어드는 것을 나타내는 것이 아니라 우리..

양자역학

먼저 양자역학에 대한 이해를 돕기 위해 양자역학이 나온 배경에 대해서 잠시 말해보겠습니다. 양자역학이 나오기 전에는 연속적인 속도를 갖는 입자로 모든 현상을 설명하는 뉴턴역학이 물리학의 대세였습니다. 이것은 매우 직관적이므로 굳이 자세히 설명할 필요가 없는 것입니다. 축구공을 차면 날라가고 무거운 물건을 옮기면 가벼운 물건을 옮기는 것 보다 힘이 들고 이러한 것들이 모두 뉴턴역학입니다. 뉴턴역학의 가장 큰 특징은 우리는 어떤 물체의 위치와 속도를 동시에 알 수 있다는 것입니다. 우리는 운동장에 놓여져 있는 공을 보고 운동장의 어느 위치에 공이 있는지, 그 공이 정지해있는지 움직이고 있는지 알 수 있습니다. 뉴턴역학의 시대에는 모든 것이 그렇게 설명될 수 있다고 여겨졌습니다. 그러나 실상을 달랐습니다. 모..

소리의 3요소, 진폭, 진동수, 파형, 스마트폰 실험

소리의 3요소 진폭, 진동수, 파형을 스마트폰을 이용하여 직접 실험할 수 있다. 소리와 관련된 실험은 이 프로그램 하나로 다 할 수 있도록 제작하였다. 가장 큰 특징은 소리 파형을 일시 정지하여 관찰할 수도 있고 소리 파형을 capture 하여 두 번째 다른 소리와 쉽게 비교할 수 있다는 점이다. 기존 소리 분석 프로그램이 한개의 소리를 분석할 수 있기 때문에 두 개의 소리를 비교하는데 불편한 점이 많았다. 그래서 두 개의 소리를 쉽게 비교할 수 있는 점에 주안점을 두었다. 예를 들면 작은 소리를 발생시키고 소리를 capture 하면 파형형태가 그대로 보이게 된다. 이때 큰 소리를 발생시키면 작은 소리의 파형이 보이는 화면에 큰 소리의 파형이 나타나게 된다. 한 번에 다른 장비의 도움 없이 두 개의 소리..

전파, 電波, radio waves, 진동수 3KHz부터 3THz 전자기파, AM, FM, PM

전파(電波, 영어: radio waves)는 전자기파의 일종으로, 진동수 3KHz부터 3THz까지의 전자기파를 의미한다. 전파는 공기 중에서도 진공 속과 거의 같은 속도로 퍼지기 때문에, 먼 거리에서도 아주 짧은 시간에 통신이 가능하다. 이러한 성질을 이용하여 전파는 주로 라디오·지상파 텔레비전·레이다 등의 전자기파를 이용하여 신호와 정보를 보내는 무선 전기 통신에서 사용된다. 1. 전파 전파란 눈에 보이지 않고 실감하기도 어려운 존재이다. 하지만 사실 전파는 눈에 보이는 빛인 가시광선과 같은 무리이다. 전파는 초속 약30만 km(진공에서)로 전해진다. 이것은 빛의 속도와 일치하며 이를 통해 전파와 가시광선은 둘 다 전기와 자기의 진동이 전달되는 전자기파의 일종이며 본질적으로 서로 같은 것이라는 것을 알..

전기물리학 (Electrophysics)

전기물리학 (Electrophysics) 1. 전기와 전자 1. 전기와 물질 1) 전기 (electricity) 전기는 전하를 가진 두 물체가 거리를 두고 작용하는 자연의 기본적인 힘중의 하나로 어떤 물질 특히 호박 (amber)이나 유리 등을 비단이나 모피 등으로 문지르면 가벼운 깃털이나 종이 등을 끌어당기는 능력이 발생되는데 이러한 현상을 전기라 한다. ▒ 자연의 4가지 기본력 : 중력 (gravitational force, gravity) ,전자기력 (electromagnetic force) 핵력 (nuclear force) ,약력 (weak force) 2) 물질 (matter) 물질은 질량을 가지고 공간을 점유하고 있어 무게를 측정할 수 있으며 고체 (solid), 액체 (liquid), 기체 ..

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