[아주대학교-현대물리의 이해]현대물리, 불가능에 마침표를 찍다 독후감

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본문내용

지만 벽에 막히게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 양자역학이 탄생하게 되는 계기가 되며, 아인슈타인의 상대성 이론과 광전효과를 설명하는 이론이 발표되면서 노벨상을 받게 된다.
문항1.스톨레토프는 광전효과를 이용하여 세계 최초로 발명한 것은?
태양전지 분광기 간섭계 프리즘
문항2. 광전효과에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
밀리컨은 광전효과를 뒷받침하기 위해 실험을 하였다.
아인슈타인은 이 이론에 의해 노벨 물리학상을 수상한다.
아인슈타인은 최초로 양자역학을 설명하려한 과학자다.
광전효과의 핵심은 빛이 파동이 하닌 입자처럼 행동한다는 것이다.
06. 특수상대성 이론 - 1초가 영원처럼 느껴질 때
1905년 아인슈타인이 상대성 이론을 발표하며, 시간과 공간에 대한 새로운 해석을 내리게 된다. 아인슈타인은 마이컬슨-몰리 실험에 관한 논문을 읽고 특수상대성 이론의 기본원리가 될 자연의 중요한 두 가지 성질을 깨닫게 된다. 첫 번째는 빛 속도는 관찰자의 운동에 관계없이 항상 동일하다는 것이고, 두 번째는 물리법칙은 일정한 속도로 움직이는 관찰자에게나, 정지하고 있는 관찰자에게나 동일해야 한다는 것이다. 빛 속도와 관찰자의 운동이 관계가 없다는 사실은 거꾸로 시간이 관찰자의 운동에 따라 달라진다는 시간의 상대성이라고 부르며, 왜 그런지는 사고실험을 통해 쉽게 이해할 수 있다. 아인슈타인은 두 가지 기본 원리에 근거하여, 시간 늘어남 효과와 길이 줄어듦 효과를 설명하였다.
문항1.실제로는 불가능한 것을 머릿속에서 상상해 추론하는 실험은 무엇인가?
사고실험 이론실험 음극선실험 대조군실험
문항2.특수상대성이론에 대해 옳지 않은 것은?
이 이론을 통해 노벨상을 받았다.
빛 속도는 항상 일정하기 때문에 동시성의 상대성이 발생한다.
시간의 상대성은 시간이 관찰자의 운동에 따라 달라진다는 것이다.
특수상대성이론의 기본원리는 빛 속도는 항상 일정하다는 것과 물리법칙은 일정한 속도의 관찰자에게 동일하게 적용된다는 것이다.
07. E = mc² - 돌 보기를 황금같이 하라
상대성 이론에 따르면, 시간과 공간이 물체의 운동에 따라 달라지기 때문에 물체의 질량 역시 변해야 한다. 질량-에너지 등가원리에 따르면 E=mc²식에 의해 질량과 에너지와의 관계를 예측할 수 있다. 질량 속에 숨어 있는 엄청난 에너지를 외부로 끌어내는 방법은 현재 핵분열과 핵융합만 알려져 있다. 아인슈타인의 특수상대성 이론을 통해 운동에 따라 시간과 공간이 바뀌는 세상에 살고 있음을 알게 되었다. 민코프스키는 특수상대성 이론의 4차원 세계를 3차원 세계와 구별하기 위해 시간과 공간이 서로에게 영향을 미친다는 것을 표현하기 위해 ‘시공간 세계’라고 불렀다.
문항1.물체가 정지해 있다면 E=c²의 에너지를 가지고, 만약 물체가 움직인다면 운동에너지가 증가하여 에너지가 E=mc²으로 늘어날 때 이 관계는 무엇인가?
질량-에너지 등가원리 시간 늘어남 효과 에너지 줄어듦 효과 서치라이트효과
문항2. 원자력 에너지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
핵분열은 가벼운 원자에서 자연적으로 일어난다.
질량 속에 숨은 에너지를 외부로 끌어내는 방법은 현재 2가지 밖에 없다.
핵융합은 태양이 엄청난 에너지를 우주로 방출하는 방법이다.
핵융합, 핵분열과정에서 발생한 방사선은 인간에게 치명적이다.
08. 일반상대성 이론 - 휜 시공간의 물리학
아인슈타인은 중력이 작용할 때, 시공간에 어떤 변화가 생기는지를 알고자 하였다. 1916년 아인슈타인은 가속운동과 중력의 등가원리, 즉, 두 효과가 우주인에게 미치는 결과가 정확히 동일하기 때문에 두 효과를 구별할 수 없다는 자연의 기본 원리를 이용해 일반상대성 이론을 완성한다. 또한, 리만기하학을 활용하여 중력이 가속운동처럼 시공간을 휘게 한다는 사실을 알게 된다. 일반상대성 이론이 등장하면서 중력이 자연에 존재하는 이유를 알게 되었고, 일 일반상대성 이론을 수성 공전궤도의 주기적 변화, 중력이 빛을 휘게 함, 중력에 의한 적색편이를 이용해 검증하였다. 아인슈타인은 중력이 작은 곳보다 큰 곳에서 시간이 더 천천히 흐른다는 것을 보여주었다.
문항1.아인슈타인은 중력이 가속운동처럼 시공간을 휘게 한다는 사실을 알게 된다는 사실을 어떻게 알게 되었는가?
리만기하학을 활용하여 사고실험을 통해 직접 가속운동을 해보며 모형을 이용한 실험을 통해
문항2.일반상대성 이론을 검증할 수 있는 예가 아닌 것은?
수성 공전궤도의 주기적 변화 중력이 빛을 휘게 함 중력에 의한 적색편이
09. 시간 여행과 상대성 이론 - 과거와 미래를 잇는 타임머신
현대물리학에서는 1916년 아인슈타인이 일반상대성 이론을 발표한 후부터 시간 여행의 가능성이 제기되기 시작했다. 이론적으로 빛 속도에 가까운 우주선을 타고 우주여행을 다녀오거나 우주선을 타고 블랙홀 주위에서 맴돌면 미래로 시간여행을 갈 수 있다. 독일의 슈바르츠실트는 공 모양의 회전하지 않는 천체를 대상으로 아인슈타인의 중력장 방정식을 푸는데 성공한다. 슈바르츠실트 반지름이라 불리는 반지름을 발견했고, 천체의 반지름이 슈바르츠실트 반지름보다 작아지면, 블랙홀이 된다는 사실을 알게 된다. 킵손은 칼 세이건의 부탁으로 웜홀은 실제로 존재하며 과거 시간여행의 통로가 될 수 있다는 사실을 밝혀낸다.
문항1. 시간여행에 대한 설명으로 옳은 것은?
웜홀은 실제로 존재하며 과거 시간여행의 통로가 될 수 있다.
미래로 가는 시간여행은 불가능하다.
불안정한 블랙홀 근처에서만 시간여행이 가능하다.
모든 과학자들은 이론적으로 시간여행이 가능하다고 생각한다.
문항2. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
슈바르츠실트 반지름은 물체의 질량에 반비례한다.
킵손은 칼 세이건의 부탁으로 웜홀의 존재가능성을 연구한다.
스티븐 호킹은 블랙홀이 물체나 빛을 방출하기도 하고, 증발해 사라질 수 있다고 주장한다.
슈바르츠실트는 천체주위에서 시공간이 어떻게 휘어 있는지 알아냈다.
10. 우주 팽창과 빅뱅 - 우주는 아직 완성되지 않았다.
우주를 연구하는 천체물리학자들은 지금 이 순간에도 우주가 빠른 속도로 팽창하고 있다고 말한다. 1929년 미국의 천문학자 허블이 광학망원경으로 우주를 관측하여 우주가 팽창하고 있다는

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