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기초과학

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기초과학 중심 빛과 전자파가 충돌하면 생길수 있는 현상 ① 빛과 전자파 — 같은 본질을 가진 다른 얼굴기초과학 중심 빛과 전자파가 충돌하면 생길수 있는 현상 우리가 일상적으로 말하는 ‘빛(light)’과 ‘전자파(electromagnetic wave)’는 사실 본질적으로 동일한 존재다. 모두 전기장과 자기장이 공간을 따라 진동하며 전파되는 파동이며, 그 차이는 오직 진동수(또는 주파수) 와 파장의 길이에 있다. 인간의 눈이 감지할 수 있는 특정 범위(약 400~700nm)의 전자기파를 ‘가시광선’이라 부르고, 그 외의 영역은 자외선, 적외선, 마이크로파, 라디오파 등으로 구분된다. 즉, 빛과 전자파의 관계는 하나의 연속적인 스펙트럼이다. 낮은 에너지를 가진 라디오파에서부터 고에너지의 감마선에 이르기까지, 이들은 모두 전자기파라는 큰 범주에 속한다. 따라..
기초과학 중심 양자역학이 밝힌 미지세계에 살아가는 기생충 양자역학은 기생충의 미시적 생존 메커니즘을 설명하는 과학적 열쇠다. 전자 이동, 단백질 접힘, 감각 반응 등은 모두 양자적 확률에 의해 작동하며, 이는 기생충이 극한 환경에서도 살아남는 이유다. 결국 생명은 양자법칙 위에 존재한다. ① 눈에 보이지 않는 미지의 세계 — 양자역학이 다루는 생명의 또 다른 차원기초과학 중심 양자역학이 밝힌 미지세계에 우리가 눈으로 보는 세상은 거시적인 물질 세계의 일부분에 불과하다. 그 아래에는 전자, 원자, 분자 같은 미시적 세계가 존재하며, 이곳에서는 우리가 일상에서 경험하는 물리 법칙이 더 이상 그대로 적용되지 않는다. 이 미지의 영역을 설명하는 학문이 바로 양자역학(Quantum Mechanics) 이다. 양자역학은 에너지의 불연속성, 입자-파동 이중성, 불확정성 ..
기초과학 중심 절대온도와 열역학 제1법칙이 북극 빙하에 영향 ① 북극의 이상 신호 — 온도와 에너지의 불균형기초과학 중심 절대온도와 열역학 제1법칙이 북극 빙하에 영향은 지구의 북극은 한때 ‘영원한 얼음의 땅’으로 불렸지만, 이제 그 별명은 점점 과거형이 되어가고 있다. 위성 관측 자료에 따르면 지난 수십 년 동안 북극 해빙의 면적은 급격히 줄어들었으며, 여름철 해빙의 최소 면적은 1980년대 대비 절반 이하로 감소했다. 이러한 변화의 근본 원인은 단순히 “기온이 높아졌다”는 차원을 넘어선다. 실제로 북극의 빙하는 에너지의 흐름— 즉, 열의 이동 법칙과 밀접하게 연관되어 있다.이 지점에서 중요한 물리 법칙이 등장한다. 바로 열역학 제1법칙이다.이 법칙은 “에너지는 형태를 바꾸어도 총량은 변하지 않는다”는 원리로, 에너지 보존의 법칙이라고도 한다. 즉, 열(the..
기초과학 중력은 왜 생기는가? 나무가 중력의 영향을 받지 않는다면? ① 중력의 기원 — 사과에서 우주로 확장된 법칙기초과학 중력은 왜 생기는가? 나무가 중력의 영향을 받지 않는다면?우리 일상에서 중력은 너무나 자연스럽다. 우리는 걷고, 물건을 들고, 떨어뜨리며 중력의 존재를 ‘당연한 사실’로 받아들인다. 하지만 이 익숙한 힘의 정체를 과학적으로 설명하기까지 인류는 오랜 시간이 걸렸다. 17세기, 아이작 뉴턴은 사과가 나무에서 떨어지는 단순한 현상에서 우주의 근본 법칙을 발견했다. 그는 모든 물체는 질량을 가지며, 그 질량 때문에 서로를 끌어당긴다고 설명했다. 바로 만유인력의 법칙이다. 이 법칙에 따르면 두 물체 사이의 중력은 그 질량의 곱에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례한다. 즉, 질량이 크고 거리가 가까울수록 더 강한 중력이 작용한다. 뉴턴의 이론은 지구에서 사과가..
기초과학 빛의 본질-파동인가, 입자인가? 기초과학 빛의 본질-파동인가, 입자인가? 우리 주변의 세상은 ‘빛’ 없이는 존재할 수 없다..기초과학 빛의 본질-파동인가, 입자인가? 우리가 사물을 보는 것도, 식물이 광합성을 하는 것도, 심지어 인류 문명이 발전한 것도 모두 빛 덕분이다.그런데, 우리는 정말 ‘빛이 무엇인지’ 알고 있을까?빛은 단순히 눈에 보이는 에너지일까, 아니면 더 복잡한 물리적 존재일까?오늘은 과학이 수 세기 동안 탐구해온 빛의 본질, 즉 “빛은 파동인가, 입자인가?” 라는 흥미로운 질문을 살펴보자. 1. 기초과학 빛의 본질 파동이다 — 뉴턴과 호이겐스의 논쟁17세기 유럽, 과학자들은 빛의 정체를 두고 치열한 논쟁을 벌였다.아이작 뉴턴은 빛을 “입자(corpuscle)”라고 주장했다.그는 프리즘 실험을 통해 빛이 여러 색으로 ..

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