반응형 과학64 레이저가 퍼지지 않고 직선으로 나가는 이유 레이저의 구조는 다음 그림과 같다. 양단에 거울과 Output Coupler가 있다. Output Coupler도 거울이지만 모델에 따라 다르지만 대략 99% 를 반사시키고 1%는 통과시키는 거울이다. 빛이 양단의 거울을 반복하면서 빛은 평행 (Collimation)이 된다. 평행이 되지 않은 빛은 벽면에 부딪치고 거울 사이를 왕복하지 못한다. 그래서, Output Coupler를 통해 나오는 빛은 평행된 빛으로 퍼지지 않고 직선으로 나가게 된다. 모든 빛은 직선 운동을 하기 때문에 직진을 한다. 하지만, 일반적인 빛은 빛의 방향이 평행하지 않기 때문에 거리에 따라 크게 퍼지게 된다. 다음 그림과 같이 광원과 구멍이 뚫려 있는 슬롯 사이의 거리가 아주 길다면 슬롯을 통해 나오는 빛은 평행에 가깝게 되고 .. 2018. 1. 20. 배가 물에 뜨는 원리 배가 물에 뜨게 하는 힘을 부력 (Byoyancy, Upthrust)이라고 한다. 공기로 찬 물통이 물 속에 있다면 다음 그림과 같은 힘을 받는다. 빨간 화살표는 수압을 나타내며 파란 화살표는 물통의 무게에 의해 받는 중력을 나타낸다. 물속의 물통에서 양 옆에서 받는 수압의 크기는 동일하고 방향을 반대이기 때문에 서로 상쇄된다. 하지만, 물통의 밑에서 받는 수압이 위에서 받는 수압보다 크다. 왜냐하면 물통의 위와 아래는 깊이가 차이 나기 때문에 더 깊은 곳에 있는 물통의 아래 면에서 수압이 더 크다. 따라서, 밑에서 받는 수압과 위에서 받는 수압의 차이가 물통이 받는 중력보다 크다면 물통은 물 위로 뜨게 된다. 위의 물통과 동일한 원리로 배는 물 위에 뜬다. 아래 그림과 같은 물 위에 배가 있다면 배 위.. 2018. 1. 18. 알루미늄 (Aluminium) 알루미늄은 13족 원소로 원자번호 13로 양성자 13개, 중성자 14개, 전자 13개로 구성되어 있다. 전자는 1s2 2s2 2p6 3s23p1의 오비탈을 가진다. 녹는점 660.32 ℃ 밀도 2.70 g/cm3 열팽창 계수 23.1 μm/(m·K) 열전도 계수 237 W/(m·K) 저항 계수 28.2 nΩ·m 2018. 1. 14. 열팽창 열팽창 (Thermal Expansion)은 온도에 따라 물질의 부피가 증가하는 현상이다. 위의 그림과 같이 길이 L의 막대에서 온도에 따라 증가 되는 길이 dL는 다음 관계식을 가지며 길이 열팽창 (Linear Thermal Expansion)이라고 한다. 여기서, αL는 길이 열팽창 계수 이다. 길이 열팽창 이외에 넓이 열팽창(Area Thermal Expansion)과 부피 열팽창(Volume Thermal Expansion)이 있다. 등방성 물질 (Isotropic Material)은 모든 방향에서 팽창 계수가 같기 때문에 부피 열팽창 계수는 길이 열팽창 계수의 3배이다. 하지만, 비등방성 물질 (Anisotropic Material)은 길이 방향에 따라 팽창 계수가 다르다. 20도에서 알루미늄의.. 2018. 1. 14. 자동차를 움직이는데 얼마 만큼의 힘이 필요할까? 현대차의 아이오닉의 고속도로 연비는 5.8km/kWh이다. 고속도로 공인 연비 측정은 78.2~96.5km/h의 속도로 측정하기 때문에 평균 속도 87.35km/h을 적용하면 5.8km를 약 239초 동안 주행한다. 1kWh를 239초 동안 소비한다면 1초에 약 15kW를 소비한다. 즉, 공차 중량 1.445톤의 아이오닉을 움직이기 위해서는 15kW의 파워가 필요하다. 15kW의 파워는 마찰력, 공기저항 등으로 소비된다. 아이오닉에 15kW의 파워가 인가될 때 87.35km/h로 이동하기 때문에 가해지는 힘은 약 618N이다. 618N은 63kgf이고 성인 한 사람의 몸무게 정도의 힘이 사용된다. 아이오닉을 움직이는데 15kW의 파워가 필요하지만 아이오닉은 88kW (119.7 PS) 모터가 내장되어 있.. 2018. 1. 12. 착시란 무엇인가? 착시는 영어로 Optical Illusion 또는 Visual Illusion이라고 한다. 착시는 착각(Illusion) 중 하나이다. 착각은 다음과 같은 종류가 있다. 1. 착시 (Optical Illusion) 가장 많이 알고 있는 시각 착각이다. 2. 청각 착각 (Auditory Illusion) 베토벤 등의 작곡가들이 청각 착각을 이용하였다. 3. 촉각 착각 (Tactile Illusion) 4. 시간 착각 (Temporal Illusion) 예를 들면, 자극이 클 때는 시간이 느리게 간다고 인식하고 자극이 작을 때는 시간이 빨리 간다고 인식하는 현상이 시간 착각이다. 5. 후각 착각 (Olfaction Illusion) 2017. 12. 19. 파스칼의 원리 파스칼의 원리(Pascal's Principle, Principle of Transmission of Fluid-Pressure)는 다음 그림과 같은 유압 계통에서 양쪽에 인가 되는 압력 P1과 P2의 값이 같다는 이론이다. 지렛대의 원리와 비슷하다. 다음 식과 같이 F1에서 F2로 힘을 줄 때 실린더의 단면적의 비에 따라 힘이 증폭되는 효과를 얻을 수 있다. 파스칼의 원리는 유압 계통을 사용하는 자동차, 기계 등에서 많이 사용된다. 2017. 12. 17. 겨울에 춥고 여름에 더운 이유 겨울이 춥고 여름이 더운 첫 번째 이유는 지구 자전 축이 기울어져 있어 겨울과 여름에 태양 빛을 받는 각도가 다르고 그에 따라 낮 시간이 다르기 때문이다. 겨울에는 더 작은 태양 빛을 받고 여름에서는 더 많은 태양 빛을 받는다. 태양과 지구의 거리는 1월에 가장 가깝고 7월에 가장 멀다. 지구와 태양과의 거리는 계절의 변화와 상관이 없다. 계절이 변하는 또 다른 중요한 이유는 기단(Air Mass)의 영향이 있다. 겨울에는 북쪽의 시베리아 기단의 영향으로 춥고 여름에는 북태평양 기단의 영향으로 덥다. 겨울에도 추울 때가 있고 다소 추위가 풀리는 날이 있는 것은 기단의 영향 때문이다. 우리나라와 같거나 북쪽의 위도에 있는 유럽의 겨울 날씨가 더 따뜻한 이유는 대서양 등에서 오는 따뜻한 기단의 영향을 받기 .. 2017. 12. 17. 지수함수 미분 공식 증명 지수함수는 미분해도 지수함수이다. 이러한 특성으로 인해 많은 물리 현상이 지수함수의 성격을 가진다. 왜냐하면, 많은 물리현상은 미분 방정식으로 표현 되는데 미분 방정식의 해가 지수함수인 경우가 많기 때문이다. 다음 식과 같이 지수함수 (Exponential Function)를 미분해도 원래 지수함수와 같다. 미분의 정의를 이용하여 지수함수의 미분을 다음 식과 같이 구할 수 있다. 중간 증명 1위의 식에서 가 1이 되는 이유는 다음과 같다. 에서 k를 다음과 같이 대입한다. k를 대입하여 정리하면 다음 식과 같다. 중간 증명 2위의 식에서 이 1이 되는 이유는 다음과 같다. e의 정의는 다음과 같다. 이 식은 증명이 필요 없는 정의이다. n에 1/n을 대입하면 다음 식과 같다. 2017. 12. 10. 이전 1 2 3 4 5 6 ··· 8 다음 반응형
