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해당 글 52건

빛과 물질의 이중성

빛과 물질의 이중성 5차 솔베이 세계 물리학 회의 (1927. 10.24) 우리는 빛을 통해 자연을 관찰하고 정보를 얻는다. 그러므로 빛의 정체가 무엇인지, 어떤 성질을 가지고 있는지를 아는 것은 매우 중요한 일이다. 자 지금부터 빛의 성질에 대해 알아보기로 하자. 1. 빛과 물질의 이중성 : 빛은 입자인가? 파동인가? ‘빛은 입자인가? 파동인가?’에 대한 논란은 오래 전부터 끊임없이 제기되었고, 이러한 빛에 대한 연구는 17세기부터 본격적으로 시작되었다. 뉴턴(Isaac Newton, 1642~1727)은 빛이 눈에 보이지 않는 작은 입자의 흐름이라고 주장하였고, 호이겐스(Christiaan Huygens, 1629~1695)는 빛은 파동이라고 주장하고 당시 뉴턴의 이론으로는 설명할 수 없었던 빛의 굴..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2017. 2. 25. 08:30

놀이기구속의 물리

놀이공원에 가면 스릴을 느끼게 하는 재미있는 놀이기구가 많이 있다. 이러한 놀이기구들의 배경이 되는 물리학적 원리에는 어떤 것이 있을까? 롤러코스터, 자이로드롭, 바이킹, 범퍼카, 왕문어춤 등을 중심으로 놀이기구 속에 숨어 있는 물리학에 대해 알아보자. 1. 놀이기구속의 물리 : 롤러코스터놀이 공원의 놀이기구를 떠올릴 때 가장 먼저 생각나는 것이 아마 롤러코스터일 것이다. 높은 곳에서 아래로 내달리며 때로는 빠르게, 때로는 느리게 운동하며 360°로 회전했다가 다시 달려가는 곡예와 같은 운동을 한다. 그러나 롤러코스터에는 동력장치가 없다. 어떻게 이러한 운동이 가능할까? ▷ 작동원리 롤러코스터는 110kW의 전동 체인에 의해 수십m 높이까지 올라가 그 높이만큼의 위치에너지를 얻는다. 이후부터는 동력이 따..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2017. 2. 23. 19:28

관성력이란?

관성력이란? 여러분은 갑자기 출발하는 버스 안에서 중심을 잃고 넘어질 뻔 하거나 가속 운동하는 엘리베이터에서 자신의 몸이 무거워지거나 가벼워지는 경험이 있었을 것이다. 또 놀이공원에서 바이킹이나 자이로드롭을 탈 때 의자에서 엉덩이가 분리되는 짜릿한 경험을 해 보았을 것이다. 이런 현상은 ‘관성력’ 때문에 나타난다. 자, 이제부터 그 관성력이라는 놈에 대해서 어찌 보면 간단히, 어찌 보면 깊이 있게 배워보자. 1. 좌표계의 종류 물체의 위치와 운동을 명확하기 기술하기 위해 사용하는 좌표계는 관측자에게 편리하도록 임의로 잡을 수 있다. 따라서 같은 상황을 기술하는 데에 있어서 관측자마다 자기에게 편리한 좌표계를 도입할 수 있다. 실질적으로 같은 물리적 상황을 겉보기에는 다르게 기술할 수 있지만 실제 물리 법..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 11. 9. 10:26

수소 스펙트럼-면접자료

수소 기체를 전기 방전시키면 불연속적인 스펙트럼이 나타난다. 오른쪽 그림은 수소의 선스펙트럼 중 라이먼계열(자외선 영역), 발머계열(가시광선 영역) 그리고 파셴계열(적외선 영역)을 나타낸 것이다. 그림을 잘 보고 다음 물음에 답하여라. 1) 보어의 원자모형에 대해 설명해보라. 2) 수소 스펙트럼을 통해 예견되는 전자의 에너지 준위 분포를 제대로 나타낸 그림은 다음 중 어느 것인가? 3) 수소 원자의 바닥상태의 에너지는 -13.6eV이다. 즉 바닥상태에 있는 전자를 떼어내려면 13.6eV의 에너지가 필요함을 의미한다. 이 에너지에 해당하는 빛은 위 스펙트럼의 (a) ∼ (e) 중 어느 것인가? 그 이유는 무엇인가? 해설 및 모범답안 1) 보어의 원자 모형에 따르면 원자핵 주위를 전자들이 원운동하고 있으며 ..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 11. 2. 09:46

롤러코스트-면접자료

어느 청량음료 광고를 보면 롤러코스터 루프 꼭대기에서 음료를 흘린 뒤 밑에서 받아 마시는 장면이 나온다. 다음 물음에 답하시오(공기의 저항, 전향력 등은 무시한다). 1) 이것이 가능할까? 물리적으로 설명하라(한국과학기술원 전문성면접 예시문항). 2) 음료수와 루프가 만나는 지점을 구하시오(롤러코스터가 출발한 지점의 지면에 대한 높이를 H, 루프 꼭대기의 높이를 h로 함). 해설 및 모범답안 1) 관성 때문에 음료수가 수평운동 방향으로 포물선 운동을 하므로 수직 아래에서 음료를 받아 마시는 것은 불가능하다. 루프 꼭대기에서 롤러코스터가 멈춰 있는 상황이라면 음료가 수직 아래로 떨어지겠지만 실제 상황에서와 같이 롤러코스터가 꼭대기에서 계속 운동한다면 음료 또한 수평 방향의 속도 성분을 가지므로 흘려진 순간..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 11. 2. 09:38

엔트로피-면접자료

고등학생인 재원이는 물리의 열역학 부분을 공부하면서 다음과 같은 사실을 알게 됐다. 엔트로피는 물질계가 흡수하는 열량 dQ와 절대온도 T와의 비 dS = dQ/T로 정의한다. 여기서 dS는 물질계가 열을 흡수하는 동안의 엔트로피 변화량이다. 엔트로피는 일반적으로 현상이 비가역과정인 자연적 과정을 따르게 될 때에는 증가하고 자연적 과정에 역행할 때에는 감소하는 성질이 있다. 예를 들어 폭포수에서 물이 떨어지면 낙차에 비례하는 열이 발생해 물의 온도가 상승하므로 엔트로피는 증가하게 된다. 1) 에너지 보존법칙의 한부분인 열역학 제1법칙을 이전 시간에 배웠던 승우는 혼란스러웠다. 어차피 우주의 에너지 총량이 변하지 않는다면 굳이 에너지 절약을 위해 노력할 이유가 없기 때문이다. 물리교사의 입장에서 재원이에게 ..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 11. 2. 09:21

라디오 수신의 원리-면접자료

라디오 수신의 원리 아래 그림은 라디오, TV, 휴대전화 등에서 전자기파를 수신하는 장치의 회로도이다. 전자기파는 안테나를 통해 2차 회로의 전류 신호로 바뀌고 이 때 전류는 다양한 주파수의 전자기파 신호를 모두 갖는다. 2차 회로의 전류 신호는 두 코일 L1과 L2를 통해 1차 회로의 전류 신호로 바뀐다. 이 때 2차 회로의 전류 신호 중 선택된 주파수가 1차 회로의 전류 신호 중 선택된 주파수가 1차 회로의 전류신호로 바뀐다. 안테나는 도체이며 1차 회로의 공진 주파수 이다. 1) 전자기파 신호가 안테나를 통해 2차 회로의 전류 신호로 바뀌는 물리적 과정을 설명하시오. 2) 2차 회로의 전류 신호가 1차 회로의 전류 신호로 바뀌는 물리적 과정을 설명하시오. 3) 장치가 수신하는 전자기파의 주파수를 구..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 10. 28. 16:35

무선신호를 잡아내는 원리-면접자료

무선 신호를 잡아내는 원리 아마추어 무선사인 재원이는 다양한 주파수의 무선신호 중에서 자기가 원하는 특정한 주파수의 신호만 골라내는 전기적인 장치인 필터를 만들어 보기로 했다. 재원이는 물리책에서 축전기와 코일이라는 전기소자가 아래와 같은 특성을 가지고 있음을 알게 됐다. a. 축전기에 흐르는 전류는 양단 전압의 시간 변화율에 비례한다. b. 코일 양단의 전압은 이 코일에 흐르는 전류의 시간 변화율에 비례한다. 1) 이러한 축전기와 코일에 교류 전압을 연결할 때 주파수에 따라 전류가 각각 어떻게 변하는가를 설명하시오. 2) 이 축전기와 코일을 아래 과 같이 직렬로 연결하고 그 양단에 교류전압을 인가하였다. 이 때 전압의 주파수를 바꾸면 회로에 흐르는 전류는 어떻게 변화하는지 설명하시오. 3) 이상의 결과..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 10. 28. 15:25

전류계의 연결-면접자료

전류계의 연결 구리 도선에는 작지만 저항이 있다. 도선이 길면 길수록 저항은 크다. 과 같이 구리 도선에 전지를 연결해 전류를 흘린 다음, 전류계 A를 연결해 전류의 크기를 측정한다. 1) (a)의 회로에서 (b)와 같이 도선을 끊어 버리면 전류계의 바늘은 어떤 값을 가리키겠는가? 2) (a)의 회로에서 (c)와 같이 또 하나의 구리 도선의 한쪽 끝만을 회로에 연결하였다. 전류계의 바늘은 어떻게 변하는가? 3) (a)의 회로에 (d)와 같이 다른 도선을 연결하면 전류계의 바늘은 어떻게 변하는가? 4) (a)의 회로에 (e)와 같이 다른 도선의 양끝을 한 점에 연결하면 전류계의 바늘은 어떻게 변하는가? 5) (f)와 같이 다른 도선을 전지의 양 끝에 연결하면 전류계의 바늘은 어떻게 되겠는가? 6) (a)의..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 10. 28. 14:53

빛과 물질의 이중성-면접자료

빛과 물질의 이중성 자연에 존재하는 물리 현상은 입자적인 현상과 파동적인 현상으로 구분할 수 있다. 지난 수 세기 동안 많은 과학자들의 노력으로 이 두 가지 물리 현상에 대한 이론들이 각각 발전해왔다. 많은 사람들은 각 이론이 서로 관련이 없는 다른 물리적 현상이라고 믿었다. 그러나 1900년대에 들어오면서 입자와 파동에 대한 이러한 믿음에 일대 변혁이 일었다. 물질의 본성에 관한 연구 결과로 빛을 포함한 물질이 입자 또는 파동의 성질을 모두 가진다는 것이 드러났다. 즉 물질은 입자와 파동의 성질을 모두 가지는 이중성을 지닌다는 주장이 받아들여진 것이다. 다음의 문제를 통해 물질의 이중성에 대해 알아보자. 1) 아인슈타인의 ‘광전효과’ 실험에서는 광전자의 운동에너지가 빛의 세기와 무관하고 빛의 파장에 의..
대입자료실/심층&구술면접 자료 2015. 10. 28. 12:48