2주 강의

(1)

과학의 내용과 특징

Ch. 1 통신

1.1 정보의 수집 / 6

1.2 전선을 이용한 통신 /8

- 모스 부호(Morse Code) 1.3 파동모델(model) / 10

- 정보의 전달 / 11 - 파동의 성질 / 11

- 파동의 종류 & 형태

2주 강의

(2)

과학의 내용과 특징

자연계는 경험의 세계이자 감각에 의해서 얻어지는 것이다.

 사물의 현상을 감각에 의해서 경험하며, 동시에 감각에서 탈피하여 객관적이고 보편적으로 인식하는 것이다.

과학의 진리는 인식된 지식에 의하여 만들어지는 것이고, 그것이 바로 자연현상을 이해하는

자연법칙인 것이다.

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과학 연구 의 기본은 관찰이다.

관찰  특정한 목적을 갖고 사물의 현상을 관찰하여 의식적으로 주의 깊게 경험하는 것이다.

객관적으로 사실을 관찰해야 하며

주관적이거나 선입관을 가져서는 안 된다.

물리량  측정할 때에는 비교의 표준이 되는 단위량을 정하여서 측정하여야 하는데 이와 같이 분석되고 수치화된 개념을 물리량 이라 한다.

ex) MKS, CGS

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1.시각

 정보교환의 가장 중요한 수단.

여러 물질에서 반사되어 오는 빛으로부터 시각적 정보를 받고 있다. (ex. C=3x10

⁸m/s)

1.1. 정보의 수집(1)

'광속도‘는 일반적으로 빛의 진동수와 전달되는 물질의 종류에 따 라 다르나, 진공 속에서는 진동수에 관계없이 일정한 크기를 가진 다.

 매초 약 30만km, 299790.2±0.9㎞/s

1) 1초에 지구를 일곱 바퀴 반을 돌 수 있는 속도 2) 이 속도로 지구에서 달까지 가는 데는 1초 정도, 태양까지는 약 8분 걸린다.

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2. 촉각

만져서 느끼는 의미와 정보

(ex. 점자- Louis Braille, 1834년)

만져서 느끼는 의미나 정보도

대단히 많다. 그 중 한예로,

루이 브레이유(Louis Braille)

가 1834년에 발명한 시각

장애인용 점자 덕분에 앞을

못 보는 사람들은 튀어나온

글씨를 만져서 읽거나 정보를

얻는다

(6)

3. 미각과 후각

 정확한 수단은 아님.

(ex. 음식에 대한 정보, 위험물질 감지)

4. 청각

일상생활의 교신은 소리를 분석하고 구별하는 청력에 의존.

(음속=약 331m/s, in 0

^o

C & 1 atm) 광속의 1/100만.

1.1. 정보의 수집(2)

(7)

5. Mach

음속을 의미하는 단위

마하 2란 음속의 2배의 빠르기

를 뜻한다.

(8)

Ex) 육상 경기에서 출발 신호용 총에서 연기와 소리가 동시에 발생

음속(총소리)은 광속(연기)보다 훨씬 느리다.

 총으로부터의 거리가 다른 선수들보다 3.3 m 더 떨어져서 출발하는 선 수가 연기를 보지 않고 총소리만 듣는다면, 이 소리가 그 거리를 진행하는 동안 아주 작더라도 엄연한 시간차이(0.001초)가 발생한다. 이것은 1천 분 의 1초까지를 다투는 기록경기에서는 무시 못할 거리인 것이다.

한편, 시간 측정 담당자도 총소리를 듣고 시간을 측정하기 시작하면 오차 가 발생하므로, 총이 발사되는 순간(연기)을 잘 포착하여 시계를 작동시켜 야 한다.

물체의 평균 속력 , 즉 움직인 거리(d) 걸린 시간 (t) v =d/t

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1.2 전선을 이용한 통신

모스 부호(Morse code)

(10)

1.3 파동 모델

1.모델

‘마음 속의 그림’을 과학자들은 모델 (model)이라고 한다. 물질의 구조나 원리를 파악할 때 모델을 세운다.

잔잔한 연못에 작은 돌을 던 졌을 때 생겨나는 파동.

2. 파동

정보는 소리, 빛, 라디오, TV 등 여러 가 지 방식으로 전달된다. 이 각경우에서 우리는 파동, 즉 음파·광파·라디오파·TV 전파를 각각 연관 짓는다. 이들 파동은 상상하기가 힘들지만, 수면파(우측그림) 는 이들 파동들을 생각하는 데에 유용 한 모델이 될 수 있다.

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3. 정보의 전달

ex) 바다의 파도가 높아지면 폭풍우가 다가오는 것을 알 수 있고, 또 조수파(tidal wave)를 보고 해저 지반 밑에 지진이 발생했다는 것을 알 수 있다.

파동을 보고 여러 가지의 정보를 간접으로 알 수 있다

 파동은 진폭(amplitude, A)이나 주파수(frequency, f)를

변화시키면서 정보를 전달한다.

교환하는 정보의 대부분

은 파동이 차지하고 있다.

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4. 파동의 성질

① 진폭(A)

평형점으로부터 어느 한 쪽 방향으로의 최대 변위.

② 파장(wavelength, λ)

서로 이웃하는 마루 또는

서로 같은 위상을 갖는 인접한

두 점 사이의 거리.

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③ 주파수(f)

1초 동안 진행한 파동의 개수.

단위는 Hz(Hertz).

1 Hz는 1초에 파동이 1개 진행함을 의미.

④ 파동의 속력(speed)/ 속도 (velocity, v)

 파동의 마루와 골이 매질을 통해 지나 가는 빠르기에 대한 비율.

단위는 m/s.

⑤v=f λ

ex) 0.9 m의 보폭으로 1초에 세 걸음을 뛰 는 주자의 주파수(f)는 3 Hz이고 파장(λ) 은 0.9 m이며, 속도(v)는 3×(0.9)=2.7 m/s이다.

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