과학 교육

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금속 도선이 굵으면 전류가 잘 흐르는데, 이것은 금속 도선이 굵을수록 전기 저항이 작아지기 때문입니다. 그리고 금속 도선의 길이가 길어지면 전류가 흐르기 어려워지는데, 이것은 금속 도선의 길이가 길수록 저항이 커지기 때문이죠. 즉, 금속선의 전기 저항은 금속선의 길이를 금속선의 단면적으로 나눈 값에 비례합니다. 금속선에 전압을 걸어 주면 원자들은 움직이지 않고 (-)전하를 갖는 전자만 이동합니다. 전자들이 금속 내에서 운동할 때, 실험에서처럼 원자와 충돌하면서 일정한 방향으로 이동하는데 방해을 받게 됩니다. 그러므로 전자들과 원자들의 심한 충돌이 금속선의 저항을 나타내는 원인이 된다고 생각됩니다. 금속과 같이 전류가 잘 통하는 물질을 도체라 하고, 유리나 고무와 같이 전류가 잘 통하지 않는 물질을 부도체라고 하며, 부도체는 전류가 흐르는 것을 막는데 쓰이기 때문에 절연체라고도 합니다. 한편, 규

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우리는 보통 구름이 많이 끼면 흐림, 구름이 하늘에 잔뜩 끼었다가 걷히면 갬이라고 한다. 또 구름 한 점 없이 맑을 때를 맑음이라고 표시한다. 그런데 보통 구름의 양을 나타내는 방법은 관측자가 하늘을 보았을 때 하늘을 가린 구름의 양으로 표시한다. 이것은 하늘이 완전히 구름으로 덮여 있을 때는 10으로 하고, 구름이 전혀 없는 경우를 0으로 하는 방법이다. 그렇다면 만일 구름의 양이 8이라면 관측자가 보는 하늘의 8/10정도가 구름으로 가려진 것을 말한다. 보통 구름의 양이 0~2일때를 맑음이라 하고 3~7일때를 갬, 8~10일때를 흐림이라고 한다. 구름은 높이나 모양에 따라 이름이 다르다. 다음에 소개하는 것은 세계 기상 기구(WMO)에서 인정하는 것으로 구름의 높이와 모양에 따라 다음과 같이 10가지로 나눈다.

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식물은 태양의 빛으로 살아갑니다. 동물은 식물을 먹고, 또는 다른 동물을 먹습니다. 이것은, 생물의 세계를 지탱하는 기본적인 구조입니다. 생물은 생존하고 번식하기 위하여, 에너지와 물질을 필요로 합니다. 광합성(光合成)을 하는 녹색식물은 태양 빛의 에너지와 물, 이산화탄소, 그리고 무기영양염을 재료로 하여, 생활을 위한 에너지원(源)과 물질을 스스로 조달하고 있습니다. 그러나 동물을 대표로 하는 종속영양생물(從屬營養生物)들은, 모두 이미 있는 유기물을 먹어, 그 속에 저장된 에너지와 물질을 이용합니다. 식물·동물·세균·곰팡이, 그것들의 유해(遺骸)나 단편, 또는 배설물 등, 온갖 생물에서 유래하는 유기물이 먹이가 될 수 있습니다. 이러하여 생물의 세계에는, 서로 먹고 먹히는 관계가 그물코처럼 얽혀 있습니다. 이 구조가 먹이연쇄입니다. 그물코에

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지구 복사 에너지 우리는 위에서, 지구는 태양으로부터 에너지를 받은 만큼 우주로 방출하며, 이것을 에너지평형이라고 부른다는 것을 배웠다. 그렇기 때문에 지구의 온도는 약 15℃로 유지되고 있는 것이다. 이

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롤러코스터는 서울대공원 등의 놀이공원에 가면 자주 볼 수 있는 재미있는 놀이기구이다. 이것은 기본적으로 위치에너지와 운동에너지의 변환관계에 의해 설명할 수 있다. 위치에너지는 흔히 E=mgh(E: 에너지, m: 질량, g:중력가속도, h: 높이)로 표시된다. 한편 어떤 물체의 운동에너지는 E=½mv 2 (m: 질량, v: 속도)로 표현된다. 자연계에서 성립하는 가장 기본적인 물리 법칙 중의 하나가 바로 에너지 보존의 법칙이다. 이것은 에너지의 형태는 변할 수 있으나 우주에 존재하는 에너지의 총량은 일정하다는 것으로, 19세기말 여러 물리학자들에 의해 밝혀졌다. 예를 들어 수력발전소에서 우리 가정에까지 전달되는 에너지의 변환을 생각해보자. 우선 수력발전을 하기 위해서는 물의 낙차를 이용해야 한다. 물이 떨어지면서 터빈을 돌리면 이것은 위치에너지가 운동에너

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앞서 뉴튼의 프리즘 실험을 통해 빛이 여러 가지 색으로 구성되어 있으며 유리와 같은 매질 속에서 각각의 색이 서로 다른 정도로 굴절하게 때문에 무지개 색이 나타난다는 것을 알았다. 하늘이 파랗고 석양의 노을빛이 붉은 것은 빛의 굴절 때문은 아니지만 빛이 공기 입자 등에 부딪쳐 흩어질 때(산란할 때 ) 색이 분리되어 나타난다는 점에서는 서로 유사하다고 하겠다. 하늘이 왜 파랄까 하는 물음은 아마도 오래 전부터 사람들이 의문을 품었던 문제였을 것이다. 레일레이는 이러한 물음에 명확한 해답을 주었는데 빛이 그 파장보다 아주 작은 입자들에 의해 산란되었을 때 산란되는 빛의 세기는 파장의 네 제곱에 반비례한다는 것이다. 이 결과에 따르면 파란색(파장=400nm)이 빨간색(파장=640nm)보다 여섯 배 가량 더 많이 산란되어 하늘이 파랗고 노을이 붉은 이유를 잘 설명한다. 즉, 파장이 짧은

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1. 왜 그럴까? 자기장 속에서 움직이는 전하는 움직이는 방향의 수직 방향으로 힘을 받는다. 전류란 전하의 이동이므로 전류가 흐르는 도선이 자기장 속에 있다면 그 도선은 자기장에 수직한 방향으로 힘을 받는 것이다. 그림 (가)에서 스위치를 닫으면 전선은 자석의 왼쪽으로 힘을 받아 움직이게 된다. 이것은 그림 (나)와 같은 방법을 이용하면 도선이 받는 힘

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열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다. 이와 마찬가지로, 양끝의 전압이 다른 도체에서는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 전하가 이동합니다. 열이 온도가 같아질 때까지 계속 이동하는 것처럼, 전하도 양끝의 전압이 같아질 때 까지 계속해서 흐릅니다. 전류가 흐를 때, 전자들은 전지의 (+)극 쪽으로 이동합니다. 그리고, 전류가 흐르지 않을 때는 전자들이 여러 방향으로 자유롭게 움직이므로, 전체적으로는 전자의 이동이 없습니다. 또한, 도체 내 전하의 흐름을 계속 유지하기 위해서는 도체 양끝의 전위차를 계속 유지시켜 주어야 합니다. 건전지나 전원장치가 이러한 일을 해줍니

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자석이 금속 원통 안을 통과할 때는 유도기전력이 생기고 이 유도기전력은 자석의 움직임을 방해하는 작용을 한다. 따라서 자석이 금속 원통을 통과할 때는 보통 때보다 느리게 떨어진다. 그러나 플라스틱 원통을 통과할 때는 유도기전력이 생기지 않으며 따라서 자석도 평상시와 똑같은 속도로 떨어지게 된다.

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중금속이나 유기화합물 등이 물 속에 유입되면 물에서 분해되지 않고 있다가 식물성 플랑크톤이나 물풀에 흡수되고 이 물질이 먹이사슬을 따라 차례로 축적되는 현상을 생물농축이라 한다. 특히 독성이 강한 오염물질의 생물농축은 생명체에게 심각한 장애를 일으키는데, 대표적으로는 수은, 카드뮴, 납 등의 중금속 물질이나 DDT, BHC 등의 유기 화합물이 있다. 수은, 카느뮴, 납과 같은 중금속이나 DDT, BHC, PCB, 다이옥신, 유기 염소계 농약 등의 유기합성물질이 생활 하수, 쓰레기 침출수, 농약, 살충제, 광산의 유수, 각종 폐기물 등에서 유출되어 토양이나 물에 유입되면서 생물농축이 시작된다. 토양이나 물에 유입된 중금속이나 유기화합물은 자연분해가 되지 않아 생산자인 식물성 플랑크톤이나 식물에 쉽게 흡수된다. 일단 생산자에 흡수된 생물농축 원인 물질은 먹이사슬을 따라 상위 소비자로