개인적인 사정으로 잠시 성경이야기만 쓰고 있었는데 이 소식은 제 블로그에 안적을수가 없네요. 여전히 제 책상의 저와 가장 가까운곳에 위치하고 있는 "시간의 역사" 저자이자, 세계적인 천체 물리학자 스티븐 호킹이 오늘 향년 76세의 나이로 타계했습니다. 저를 비롯한 많은 과학도와 일반인에게 우주의 신비와 놀라운 사실들을 알게 해준 그의 헌신에 경의를 표하며, 질병없는 곳에서 편안한 영생을 누리시기를 간절히 기도하겠습니다.
지난 포스트에서는 핵분열의 에너지를 설명드렸습니다. 2018/02/04 - [자연과학] - 핵폭탄과 수소폭탄의 물리학 1.핵분열의 에너지 이번 포스트는 비슷하지만 반대되는 개념인 핵 융합 에너지에 대해서 알아보겠습니다. 지난 포트스에서 핵분열의 원인과 그 에너지 전환에 대하여 알아봤습니다. 이번엔 핵 융합에 대해서 알아보겠습니다. 핵 분열은 기본적으로 이해가 금방 됩니다. 원자핵의 구조를 알면 바로 개념적으로 알수 있는 내용이죠. 그럼 핵융합은 도대체 뭐고 어떤 힘에 의해서 작용하는 것인지 한번 알아보겠습니다. 핵 융합은 기본적으로 서로다른 원자의 핵자들이 결합하는 과정에서 발생하는 에너지를 활용하고자 하는 목적이 있습니다. 흔히 수소폭탄이라고 하는 이야기를 들어보셨을껍니다. 이 수소폭탄이 바로 핵융합을..
오늘은 핵분열과 핵융합에 대해서 한번 알아보겠습니다. 흔히 핵폭탄, 수소폭탄은 들어보셨을꺼에요~ 이런 어마어마한 에너지가 어떻게 발생하는것인지 한번 알아보겠습니다. 아마도 많은분들이 핵폭탄이나 원자력발전, 조금더 들어가면 수소폭탄의 원리에 대해서 들어보셨을껍니다. "무거운 원소의 핵분열이나 핵융합할때 생기는 E=mc^2의 힘으로 엄청난 에너지가 생겨난다." 뭐 이정도로 알고 계신분들이 많이 계실껀데요. 한번 이런것이 왜 생기는가에 대해서 조금만 더 깊이 정리해보겠습니다. 그럼 핵폭탄이나 수소폭탄에 대한 설명을 하기전에 일반적인 폭탄에 대해서도 한번 알아봅시다. 일번적인 폭탄(이하 폭탄)은 간단히 말해서 순간적으로 큰 열을 발생시켜서 주위의 기체를 순식간에 팽창시키는것입니다. 그래서 주위의 파편들을 매우 ..
이번엔 지난시간의 단순조화운동(보통 단진동이라고부릅니다) 포스팅의 연장선으로 우리가 잘아는 타코마 다리 붕괴에 대해서 알아보겠습니다. 이게 무슨 단진동 운동과 관련이 있느냐 반문하실수도 있지만 사실 그 단진동의 연장선임을 수학적으로 밝힐것입니다. 이전의 지식은 아래 포스트를 참조하세요. 2018/01/25 - [자연과학] - 단순조화 진동자(Simple Harmonic Oscillator) 1 2018/01/26 - [자연과학] - 단순조화 진동자(Simple Harmonic Oscillator) 2 워 일반적으로 한글로 설명하는것은 우리가 얼마든지 볼 수 있을테니 여기서는 수학적으로 한번 증명해 보겠습니다. 우리는 이전의 포스트를 통해 단순조화진동자의 운동방정식을 유도해 보았습니다. 공식과 일반해는 다..
단순조화진동자 두번째입니다. 첫시간엔 용수철의 왕복운동으로 조화진동자의 운동방정식을 구해보았습니다. 2018/01/25 - [자연과학] - 단순조화 진동자(Simple Harmonic Oscillator) 1 이번시간엔 조금더 발전한 진자의 운동에 대해서 한번 계산해 보겠습니다. 위 사진은 푸코의 진자지요~ 여기서는 지구의 전향력은 고려하지 않는다는 점을 먼저 알려드립니다^^ 그럼 진자의 운동을 그림으로 먼저 살펴봅시다. 너무 감사하게도 사진에 이미 진자의 추에 작용하는 힘을 다 표시해 주셨네요. 이때 진자의 추에 작용하는 알짜힘(실제 작용하는 힘)은 중력과 장력이 서로 상쇄되어서 원래 있던 방향으로 가려는 mgsinθ 뿐입니다. 각각의 조건을 고려하여 생각해 보면 다음과 같습니다. 수식에 직접 글을 못..
이번 포스팅은 뉴턴 제2법칙을 활용한 단순조화진동자의 해석입니다. 이 방정식을 아주 유용하게 많이 사용이 되는만큼 잘 익혀두시면 운동 공부하는데에 많은 도움이 되리라 생각됩니다. 그럼 시작하겠습니다. 단순조화진동자는 이름이 조금 어려워서 그렇지 내용은 간단합니다. "어떤 힘이 평형한 지점에서 그렇지 않은 곳으로 움직인 어떤 물체가 복원력에 의해 그 평형한 위치로 운동하는 것이 반복되는 운동" 입니다....ㅡ.ㅡ 풀어 쓴다고 풀어쓴건데 더 복잡한 글이 되어버린것 같네요... 간단히 위의 그림처럼 시계추가 움직인다던지, 용수철을 늘려 놓았을때 다시 복원되려 한다던지 하는 운동입니다. 아래 그림처럼 외력이 없을때(마찰 등) 이 운동은 평생 감쇄없이 동일한 궤적을 그리며 운동을 하겠죠. 이런 운동을 해석하는것이..
이번 포스트는 운동량 보존의 법칙을 활용한 로켓방정식을 유도해 보겠습니다. 사실 단순조화진동자를 포스팅하려고 했는데, 아무래도 당구공의 운동량보존법칙만으로는 다소 모자란 감이 있어보여서 로켓 방정식을 유도해 보려고 합니다. 로켓 방정식은 러시아의 과학자 콘스탄틴 치올콥스키가 고안해낸 방정식인데요 치올콥스키는 인류우주비행의 아버지라는 별명을 얻기도 했지요. 그래서 로켓방정식을 치올콥스키의 식이라고 부르기도 한답니다. 실제 치올콥스키의 이론들은 구소련보다는 독일의 과학자들에 의해 실제 계산값이 나오면서 로켓의 발달을 촉발시키게 되고, 세계대전 중 독일의 V1, V2 로켓 발전의 원흉(?)이 된것은 역사의 아이러니 입니다. 로켓방정식은 무중력상태에서의 로켓의 추진체연소와 로켓의 속도에 대한 관계를 나타낸 방정..
이번 포스트는 지난 뉴턴의 운동법칙중 제2법칙인 힘의 법칙에서 나온 운동량 보존입니다. 2018/01/15 - [자연과학] - 뉴턴의 법칙(Newton's Laws) 흔히 위의 탄성체 충돌 실험이나 당구공 실험으로 많이 설명되는 운동량 보존의 법칙입니다. 산수를 시작해보죠~^^ 일단은 뉴턴의 제2법칙부터 소환합니다. 지난포스팅에서 아래와 같이 썼죠. 여기서 P가 운동량이라는 물리량이라고 설명했습니다. 결국 힘이란것은 운동량을 변화시키는 원천이되고, 어떤 운동에 있어서 중간에 힘이 작용하지 않으면 운동 전후의 운동량은 정확히 보존된다는 결론이 가능해지고 이것을 운동량 보존의 법칙이라고 합니다. 위의 식은 다양한 형태로 변형과 해석이 가능한데요. 운동량 보존은 F=0 일때의 운동형태인데요 수학적으로 표현하면..
이번 시간은 뉴턴의 법칙입니다. 너무나 유명하기에 이 세가지 역학법칙을 모르는 사람은 아마도 없을정도죠~ 그럼 고전역학을 완성했다고 하는 이 천제 과학자 뉴턴의 큰 업적을 한번 알아 보도록 하겠습니다. 아이작뉴턴은 그의 과학서적 업적만큼이나 사생활에서도 참으로 재미있는 일화가 많은 사람인데요~ 그의 생일논란에서부터 훅과의 논쟁, 젊은나이에 모든것을 이룬것, 괴팍(?)했다고 하는그의 성질까지 참으로 후세의 과학자나 이야기거리를 찾는 사람들에게 여러모로 즐거움을 주는 사람이면서, 물리학자들이 꼽는 역사상 가장 위대한 과학자 베스트3에 한번도 빠진적이 없다는 그런 여튼 대단한 인물입니다. 2018/01/13 - [사회과학] - 달력이야기 미국의 과학자 닐타이슨은 12월25일 트윗때문에 곤혹을 치르기도 했다죠?..
오비탈은 비교적 현대과학의 영역에 속하다보니 고전 화학에 대한 기본적인 이해가 있으면 편리합니다. 그래서 이걸 설명하기 전에 그냥 원자의 구조와 주기뮬표를 먼저 설명했습니다. 2018/01/05 - [자연과학] - 원자의 구조 1 2018/01/09 - [자연과학] - 원자의 구조 2 사실 위의 두 포스트는 이번 포스트를 위한 사전작업이였습니다.^^ 고등학교 화학과목에서 원자에 대한 수업을 하다보면 말미에 오비탈이란 개념을 배우게 됩니다. 사실 이건 양자역학이 개념에서 접근하는게 맞다고 생각되는데요~ 고등학교 과정에서는 사실 이것을 그렇게 자세히 가르쳐 주지는 않죠~ 그래서 그냥 개념정도 정리하는 마음으로 정리해봅니다. (사실 깊이는 알지도 못합니다.) 이 글은 2015년에 제 블로그에 썼던 내용을 재작..
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