목록학습자료/과학 (275)
교육부 공식 블로그
빛이 보여 주는마술, 신기루 여름철 무더운 날 자동차를 타면 아스팔트 위에 물웅덩이가 있는 것처럼 보이는 경우를 본 적이 있을 것입니다. 그러나 그 물웅덩이는 가까이 가면 사라져버립니다. 이러한 현상은 신기루 현상입니다. 그리고 신기루는 사막 지대에서 목마른 사람이 오아시스 모양의 신기루에 속아 헤매는 이야기에 자주 인용되는 소재이기도 합니다. 아스팔트가 여름에 햇볕을 받아 뜨거워지면 그 주위 공기 역시 위의 공기에 비해 뜨거워집니다. 뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 밀도가 낮은데 이러한 밀도 차이에 의해 빛이 굴절하게 됩니다. 따라서 지면에 있는 공기로 빛이 들어올수록 그 빛은 위쪽으로 휘게 되어 반대편 물체가 지면에 있는 것처럼 보이게 되는 것입니다. 신기루란 이렇게 밀도가 서로 다른 공기층에서 빛..
완전한 영상의구현, 홀로그램 ▲ 영화에 등장하는 홀로그램(출처: 에듀넷) 홀로그램은 ‘완전하다’는 의미의 그리스 어인 ‘holos’와 ‘사진, 메시지’라는 뜻을 갖는 ‘gram’의 합성어로서, ‘완전한 사진’이라는 뜻을 가집니다. 실제로 홀로그램은 3차원 입체상을 나타내는 매체를 말하고, 홀로그램을 기록하는 기술을 ‘홀로그래피’라고 합니다. 일반적인 사진이나 영상은 2차원의 상을 표현하지만, 홀로그램은 3차원의 상을 나타내기 때문에 실제 사물의 모습이라는 착각이 들게 됩니다. 자세하게 말하면, 사진은 물체의 밝고 어두운 모습(진폭)만을 기록할 뿐, 사람의 눈으로부터 물체까지의 거리, 즉 물체의 위치(위상)를 기록할 수 없습니다. 하지만 홀로그램은 진폭과 위상 모두를 기록해 3차원 영상을 재현할 수 있는 ..
전해질과비전해질 수용액 ■ 극성을 띠는 물자연계를 구성하는 물질들은 원자라는 기본 입자로 이루어져 있습니다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 물을 예를 들어 보면 물속에는 물 분자로 되어 있으며, 물 분자를 쪼개 보면 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 나누어질 수 있습니다. 원자는 원자핵과 중성자, 전자로 이루어져 있는데, 원자핵은 (+)전하, 전자는 (-)전하, 중성자는 전기적으로 중성입니다. 원자핵과 전자의 전하량이 각각 같기 때문에 원자는 전기적으로 중성입니다. 그럼 물 분자의 구조를 살펴봅시다. 가운데의 산소 원자를 기준으로 양쪽에 수소 원자가 하나씩 혹처럼 달려있으며, 수소 원자-산소 원자-수소 원자 사이의 각도는 약 104.5°로 V자 모양을 띠고 있습니다. 원자 각각은 전기 음성도가 다..
전구의 이용 전구의 다양한 이용불이 켜진 전구는 광원으로 조명 기구에 흔하게 이용됩니다. 전구는 가정용 조명 기구뿐만 아니라 닭을 사육하는 양계장의 조명 기구에도 이용되고 크리스마스트리의 장식용으로 이용되기도 합니다. 전구를 이용할 때는 그 용도에 따라 밝기와 전압이 적절한 전구를 선택하여 이용해야 합니다. 전구의 밝기는 10W, 20W와 같이 나타내는데 숫자가 클수록 밝으며, 밝을수록 많은 전기 에너지를 씁니다. 또한 전구를 연결하는 전압에 맞는 전구를 이용해야 합니다. 220V를 사용하는 가정에서 110V짜리 전구를 사용하면 전구에 불이 켜지지 않습니다. 실험실에서 사용하는 꼬마전구도 역시 밝기와 전압이 다양하게 정해져 있습니다. 꼬마전구의 전압이 1.5V인 경우에는 전지를 1개만 연결하여 사용해야 ..
용수철을연결하면? 용수철을 하나만 사용하는 경우에는 용수철에 힘을 주었을 때 훅의 법칙을 이용하여 용수철이 늘어나는 길이를 예측할 수 있습니다. 또 용수철 상수(k)를 확인하면 용수철에 가한 힘에 따라 용수철이 얼마나 늘어날지를 예측할 수 있습니다. 만약 용수철 두 개를 연결한다면 어떻게 될까요? 전구를 직렬과 병렬로 연결하는 것처럼 용수철도 직렬과 병렬로 연결하면 어떻게 되는지 알아봅시다. 용수철의 직렬 연결 용수철을 한 줄로 연결하는 것을 직렬 연결이라고 합니다. 용수철 두 개를 직렬로 연결하면 용수철을 한 개만 사용할 때와 비교하여 어떤 변화가 있을까요? ▲ 용수철의 직렬 연결(출처: 에듀넷) 만약 용수철 상수가 100N/m인 용수철에 10N의 힘을 주면 용수철은 0.1m 늘어나게 됩니다. 용수철 ..
지레의 이용 ■ 몸무게 무거운 사람과도 시소를 탈 수 있는 이유는?모두들 어렸을 때 엄마와 시소를 타 본 적이 있지요? 몸무게 차이가 많은 엄마와 아기가 시소를 함께 탈 수 있는 이유는 뭘까요? 시소를 탈 때 엄마와 아이가 앉는 위치를 잘 생각해 보면 그 답을 구할 수 있답니다. 이 속에는 바로 지레의 원리가 숨어 있습니다. ▲ 지레의 원리를 이용한 시소(출처: 에듀넷) 지레는 막대의 한 점을 물체로 받쳐 고정시켜 놓고, 한쪽에는 물체를, 다른 한쪽에는 힘을 가하여 작은 힘으로도 큰 힘의 효과를 보는 도구입니다. 막대를 고정시켜 놓는 점을 받침점, 손으로 힘을 가하는 부분을 힘점, 힘이 물체에 작용하는 부분을 작용점이라고 합니다. ▲ 지레의 원리(출처: 에듀넷) 물체의 무게(W)×작용점까지의 거리(r) ..
자석 자석의 특징철을 끌어당기는 성질을 가진 물체를 자석이라고 합니다. 자석은 영어로 마그넷(magnet)이라고 하고 ‘쇠를 끌어당기는 돌’이라는 뜻이 있습니다. 또 자석들은 충격을 받거나, 열을 가하지 않으면, 철 조각을 당기는 힘을 영원히 유지할 수 있는데 이런 자석을 영구 자석이라고 합니다. 자석에 철로 된 물체를 가져가 보면 가운데에는 잘 붙지 않고 양쪽 끝 부분에만 붙는 것을 볼 수 있습니다. 그것은 자석의 양쪽 끝이 자석에서 가장 힘이 센 곳이기 때문입니다. 이곳을 ‘자석의 극’이라고 하며 각각 ‘N극’과 ‘S극’이라고 합니다. 자석은 같은 극끼리는 밀어 내고 다른 극끼리는 잡아당기는 성질이 있습니다. 끌어당기는 힘을 ‘인력’, 밀어 내는 힘을 ‘척력’이라고 합니다. 이러한 인력과 척력의 크기..
온도에 따라달라지는 저항 저항은 물질의 단면적, 길이에도 영향을 받지만 온도에 따라서도 크기가 달라집니다. 온도의 변화는 물질이 고유하게 가진 전기적 특성인 비저항을 변화시킵니다. 일반적으로 도체의 경우 온도가 높아질 수록 비저항이 커지는 경향을 보입니다. 이것은 온도가 높아지면 분자 운동이 활발해지는 것과 같은 것입니다. 물질의 온도가 높아지면 물질을 구성하고 있는 원자의 운동이 활발해집니다. 원자의 운동이 활발해지면 물질을 통과하는 전자와 부딪힐 확률이 더욱 증가하게 되므로 전자와의 충돌 횟수가 증가하여 비저항이 커지게 됩니다. 도체와 다르게 반도체와 부도체는 온도가 높아질 수록 비저항이 낮아지는 경향을 보입니다. 이것은 온도가 높아질수록 원자에 들어 있는 전자가 에너지를 얻기 때문입니다. 에너지를 ..