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대학 물리학에서 가우스 법칙은 '선속'의 개념으로 인해 전자기학에서 본격적으로 다루지만, 같은 원리를 활용해 어떤 지점에서의 '중력장'과 '중력선속'을 구할 수 있는 일반식(중력장에서의 가우스 법칙)을 유도할 수 있다. [전자기학_전기장 2]와 [전자기학_가우스 법칙]의 내용을 함께 참조하도록 한다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223216608650 [물리학-전자기학] 06. 전기장 2 | Electric Field (2) 전기선속 전기선속(전기다발, flux of electric field intensity): 전기력선 다발 또는 집합 전기선속은 어... blog.naver.com https://blog.naver.com/sortie0228/223217832982 ..

이온결합(ionic bond): 금속과 비금속 이온 또는 암모니움과 같은 다중 원자 사이에서 형성된 화학결합의 한 형태 전자의 이동[그림 1]으로 인한 이온 간의 정전기적 인력으로 결합이 생성된다. ​ ​ 전형 원소 중, 알칼리 금속과 알칼리 토금속은 원자가 전자 수가 적어 이온화 에너지가 적기 때문에 전자를 잃어버리기 쉽다. ⇒ 양이온이 되기 쉽다. cf. 반면, 15~17족 원소들은 전자부족으로 이온화 에너지가 커 전자를 얻기 쉽다. ⇒ 음이온이 되기 쉽다. ​ ​ 이온결합[그림 2]은 이온쌍 사이의 결합으로 중성분자 사이의 상호작용과 자주 비교된다. ​ 이온결합의 퍼텐셜에너지 ​ ■ 소금은 대표적인 이온결합 화합물로 높은 온도로 가열하면 증발이 일어나 이온쌍이 만들어 지는데[그림 3], 이들 사이의..

포물체 운동(projectile motion): 지표면을 경계로 비스듬히 위로 던진 물체[그림 2]의 운동으로 포물선(포물궤도, trajectory)[그림 1]을 이루는 것이 특징이다. 공기의 저항을 무시한다면 마찬가지로 중력에 의해서만 영향을 받는 독특한 운동이다. 포물선은 2차원의 평면에 나타나는 기하학적 모양이므로, 성분 또한 x축과 y축으로 나뉠 수 있다. 수평방향: 등속도 운동 수직방향: 연직상방 운동 ​ [고전역학_중력장 운동 - 연직상방운동, 연직하방운동]에서 배운 연직상방운동의 운동학 식을 사용할 것이다. [물리학-고전역학] 중력장 운동 - 연직상방운동, 연직하방운동 | Vertical Upward, Vertical Downward Motion ​ 중력장 운동이란,'중력'만이 물체의 운동에..

​ 중력장 운동이란,'중력'만이 물체의 운동에 영향을 주는 대표적인 고전역학 영역으로 [고전역학_자유낙하물체]에서 배운 자유낙하가속도(중력가속도)와 운동학 식을 다시 활용한다. 자유낙하운동: 초기 속도가 0인 상태로 지상을 향해 연직 아래로 떨어지는 물체의 운동[그림 1] 연직상방운동: 초기 속도가 v_0를 갖는 상태로 연직 위로 던진 물체의 운동 연직하방운동: 초기 속도가 v_0를 갖는 상태로 연직 아래로 던진 물체의 운동 수평투사운동: 2차원 상에 중력을 받는 물체를 수평으로 던진 운동 [물리학-고전역학] 자유낙하물체 | Freely Falling Objects [고전역학_물체의 운동]에서 배운 물체의 운동 지식을 바탕으로 다양한 중력장 운동의 경우를 다루도록 한다. 갈릴레이의 사고 실험 Galile..

광선 근사 Ray Approximation 광선광학(ray optics): 기하광학이라고도 불리며, 빛에 대한 전제를 다음과 같이 설정한다. 빛이 균일한 매질 상을 지날 때, 직선의 고정된 방향성을 가진다. 빛이 불균일한 매질의 광학적 성질을 만나게 되면 진행방향을 바꾼다. e.g. 다른 매질의 경계면에 도달하는 경우 광선 근사(ray approximation) 광선은 파동의 진행방향을 가리킨다. 광선은 파면에 대해 수직하게 이동[그림 1]한다. 광학에서 파면(wave front)이란, 공간상의 모든 점에서 광선과 수직하는 면을 의미한다. ​ 빛이 주어진 환경에 따른 광선 근사의 사용 가능성 ​ 파동의 파장(λ)과 틈이 있는 장애물의 틈 지름(d) 사이의 관계[그림 2]는 다음과 같이 정리할 수 있다. ..

「Light or visible light is electromagnetic radiation that can be perceived by the human eyes.」 (CIE(International Commission on Illumination, 1987) ​ 빛(light): 전자기파의 일종으로, 광학에서 다루는 빛은 인간의 눈이 감지할 수 있는 가시광선 영역의 전자기파를 의미한다. 광원에서 관측자에게로 에너지의 전달이 이루어 진다. 식물은 태양빛에 의해 전달된 에너지를 광합성(photosynthesis)[그림 1]을 통해 화학에너지로 전환한다. 빛의 형태로 우리는 정보를 송수신한다. 광학(optics): 빛의 특성을 연구하는 학문으로 현재는 세부분야로 기하광학, 파동광학, 양자광학, 광유전학 ..

파스칼 법칙 Pascal's Law 프랑스의 수학자 파스칼(Blaise Pascal, 1623~1662)이 발견한 유체정역학의 한 가지 법칙이다. 파스칼 법칙: 유체에 의한 압력은 깊이와 유체 표면 압력 p_0의 값에 비례하므로, 유체 표면에 압력을 증가시키면, 압력은 유체 내부의 각 점에 똑같이 전달된다. ⇒ 유체에 작용하는 압력의 변화는 유체 내의 각 점과 용기의 벽에 동등하게 전달된다. ​ 밀폐된 유체에 작용하는 압력은 용기의 벽과 유체의 모든 부분에 같게 전달된다. ​ 파스칼의 법칙[그림 1] ■ 유압 프레스(hydraulic press)[그림 2]는 파스칼의 법칙을 활용한 기계이다. e.g. 유압브레이크, 자동차 리프트, 지게차 등에도 응용 유압기의 원리[그림 3] 유압기의 구조에서 단면적의 대..

​ 이탈리아의 수학자 토리첼리(Evangelista Torricelli, 1608~1647)는 진공의 존재를 증명하기 위해 1643년 피사에서 아래와 같은 실험을 수행하였다. 토리첼리의 수은 기압계(mercury barometer)[그림 1]: 수은(Hg)으로 채운 긴 관을 뒤집어 수은이 채워진 용기에 수직으로 세운다. 관의 상부는 완전히 막혀있어 위쪽에 생긴 빈 공간은 진공에 가깝고(near-vacuum) 따라서 압력은 0으로 근사할 수 있다. 수은 기둥의 시작점과 일치한 지점(A, B)의 압력 p_0는 대기압에 의한 압력과 동일하다. [그림 2]의 조건에서 수은 기둥을 생성하는 대기압(B)과 수은 기둥에 의한 압력(A)은 서로 동일하다. 그림 2 수은 기둥에 의한 압력은 p_A이며, 이는 다음과 같이..

​ 드루드의 전기전도모형이란, 독일의 물리학자 폴 드루드(Paul Drude, 1863~1906)가 금속 내의 전기 전도를 고전역학으로 해석한 모델로 전기전도의 고전적 모형으로 인정받고 있다. ​ 규칙적으로 배열된 원자와 전도 전자인 자유전자로 이루어진 도체 드루드는 전류를 전기적 특성을 가진 입자(이온)의 움직임으로 가정하여 도체를 '전하입자'가 움직이는 길로 간주하였다. 그가 제시한 모델의 전제는 다음과 같이 요약할 수 있다. (전하입자는 현대적 해석을 도입하여 편하게 자유 전자로 설명하겠다.) 전기장이 없을 때 전도 전자들은 도체 내를 마구잡이로 움직인다. ⇒ 전자들은 용기 속에 갇힌 기체분자의 움직임과 매우 유사하다. 반면 전기장이 걸리면 자유전자는 전기장과 반대 방향으로 움직인다. ⇒ 전자는 전..

​ 열역학 제0법칙 열역학 제0법칙(zeroth law of thermodynamics): [열역학_02. 온도와 온도계], 만약 두 물체 A와 B가 제3의 물체인 C와 각각 열평형 상태에 있으면, A와 B는 서로 열평형 상태에 있다. 열평형(thermal equilibrium): 열접촉(thermal contact)상태에 놓인 두 물체 사이에 열이나 전자기 복사에 의한 알 에너지 교환이 더 이상 없는 상태 ​ 이상기체의 특성 열역학 법칙이 적용되는 열역학적 계에는 '이상기체'들이 활동함을 가정하고, [그림 1]의 왼쪽 그림과 같은 이상기체의 거동은 아래의 특징들을 갖는다. 실제 기체일지라도 높은 온도와 낮은 압력 상태에서는 이상 기체에 가깝게 거동한다. 기체 분자 간의 힘이 매우 약해 분자 간의 상호작..