과학 교육

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20세기에 자연과학은 대단한 발전을 이룩하였습니다. 자연과학이 이러한 발전을 이룩하는 데는 전자공학의 발전이 중요한 역할을 하였습니다. 전기와 자기현상에 대한 이해는 물질의 상호작용을 이해하는 중요한 단서를 제공하였고, 전자공학을 이용하여 만든 여러 가지 기구들은 자연과학과 공학의 발전에 크게 기여하였습니다. 전자공학 발전의 기틀이 된 전자기학의 발전은 전기와 자석의 관계가 밝혀지면서 시작되었습니다. 1820년 이전에는 전기현상과 자기현상이 서로 관계 있는 현상이라는 것을 알지 못하고 있었습니다. 따라서 전기학과 자기학은 서로 독립적으로 연구되고 있었습니다. 그러나 전기와 자기의 관계가 밝혀지기 전까지는 전기나 자기 현상에 대한 이해가 매우 기초적인 것이어서 실생활에 별로 사용되지 못하고 있었습니다. 전기와 자석의 관계를 처음 밝혀낸 사람은 코펜하겐 대학의 교수였던 외르스테드였습니다. 외르스테드

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실험에서 살펴본 대류 외에도 열을 전달하는 방법에는 전도와 복사가 있습니다. 온도가 높다는 것은 물체 속에 열이 들어와서 물체를 구성하고 있는 분자의 운동이 활발한 상태를 말합니다. 물체간에 온도차가 생기면 분자의 운동이 전달되어 이웃하는 부분의 분자운동을 격렬하게 만듭니다. 이와 같이 정지된 유체나 고체 상태의 물질에서 이웃한 분자의 운동으로 열이 전달되는 현상을 전도라고 합니다. 액체나 기체는 전도의 방법으로 열을 잘 전달하지 못합니다. 그런데 가령 아래에서 가열할 때는 쉽게 데울 수 있습니다. 그 이유는 아래 부분에 열을 가열할 때 부분적으로 가열된 물의 부피가 팽창하므로 그 부분의 밀도가 주변의 물보다 작아집니다. 따라서 이렇게 상대적으로 가벼워진 부분은 위로 상승하고 온도가 낮아져 밀도가 큰 부분은 내려오게 되므로, 순차적으로 더운 부분과 차가운 부분이 자리바꿈 하게 됩니

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기체 상태에서 물질을 이루고 있는 가장 작은 알갱이, 즉 기체 분자는 이웃 분자들의 운동과는 상관없이 자유롭고 활발하게, 그리고 쉬지 않고 운동하고 있습니다. 그래서 기체 상태인 물질은 그것이 담긴 그릇의 모양이나 크기에 상관없이 그릇 전체를 차지합니다. 또한 기체의 부피는 꼭 정해져 있는 것이 아니라 담긴 그릇의 크기와 같아집니다. 기체 분자들은 서로 매우 멀리 떨어져 있기 때문에, 다시 말하면 기체 분자 자체의 크기는 기체 분자가 차지하는 공간의 크기에 비하여 무시할 정도로 작기 때문에, 기체 상태의 물질이 차지하는 공간의 크기는 기체 분자들 사이의 빈 공간의 크기와 거의 같습니다. 따라서 만약 두 개의 고무 풍선에 각각 같은 수의 이산화탄소 분자와 수소 분자를 넣는다면 고무 풍선의 크기가 같아집니다. 주사기의 피스톤은 조금만 힘을 주면 눌러지거나 잡아 빼집니다. 이것은 탁구공이나 주사기의

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1. 별이 반짝이는 이유 별들이 반짝이는 것은 지구의 대기가 움직이기 때문이다. 작은 별일수록 더욱 반짝반짝 빛이 난다. 어떤 별들은 태양보다도 수십 배 큰 것도 있지만, 지구로부터 거리가 너무 멀어 우리들의 눈에는 모두 점으로 밖에 보이지 않는다. 사방으로 퍼진 별빛 중에서 극히 일부의 광선이 텅 빈 우주 공간을 가로질러 지구에 도달하게 된다. 그런데 지구에는 두꺼운 대기

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Newton의 제 1법칙 Newton의 제 1법칙이란, 운동하는 물체는 외력이 주어지지 않는 한, 현재의 운동상태를 계속 유지하려 하는 성질을 말한다. 즉 이렇게 외력에 저항하는 성질을 관성이라고 부른다. 정지해 있는 물체는 계속해서 정지해 있고 운동하는 물체는 직선으로 같은 운동을 계속한다. 1984

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강렬한 태양 아래, 시원한 바람과 파도를 배경으로 하얀 요트를 타고 바다를 가로지르는 요트의 모습은 바다의 낭만적 모습을 보여주는 영화의 소재로서 매우 많이 사용되었다. 그렇지만 더운 여름 낮에는 해변의 바람은 바다에서 해변 방향으로 불게 된다. 요트가 바람의 힘을 통해 움직인다는 것을 생각한다면 요트가 바람을 가로지르며 해변으로 나아가는 모습은 약간은 이해하기 어려울 것이다. 요트가 바람을 거슬러 나아가는 원리는 무엇일까? 요트는 직접 방향을 향해 달릴 수는 없지만, 바람 방향의 45도 정도로까지는 바람을 향해 달릴 수 있다. 그렇기 때문에 요트를 좌우로 지그재그

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번개나 벼락의 원인이나 과정은 그리 간단하지 않아서 아직 명확히 알려지지 않은 부분도 있다. 구름과 땅 사이의 방전 즉, 벼락을 예로 들면, 가령 소나기 구름이 형성될 때 그 내부에서는 일련의 어떤 과정을 통해 전하가 분리되어 구름 윗부분에는 양전하가, 아랫부분에는 음전하가 모이게 된다. 이렇게 모인 음전하가 꾸불꾸불한 경로(stepped leader)를 통해 땅으로 향하고 이것이 땅에서 수십m 정도에 이르게 되면 땅과의 전위차가 점점 커지게 되어 그 부근의 뾰족한 부분으로부터 양전하의 이동을 유도하고 결국 이 두 경로가 연결된다. 이렇게 연결된 통로를 통해 땅으로부터 구름으로 큰 전류가 이동하면서(이를 return stroke라 한다.) 우리가 보는 밝은 번갯불이 만들어진다. 이 return stroke가 구름에 이르면 다시 dart leader라고 하는 전하의 이동이 처음 만들어진 경로를

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페놀프탈레인 시험용액은 투명 용액으로서 산성이나 중성에서는 색을 나타내지 않고, 염기성에서는 붉은색이 된다. 소금물은 중성이므로 페놀프탈레인을 넣어도 색깔의 변화는 없다. 소금물에 전기가 흐를 때, 각 전극에서 일어나는 반응은 다음과 같다. (+) 극 : 2Cl - → Cl 2 + 2e - (-) 극 : 2H 2 O + 2e - → 2OH - + H 2 ↑ 전체 반응 : 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 ↑ + Cl 2

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독특한 환경조건에서만 살 수 있는 생물을 지표생물이라 한다. 이러한 지표생물을 이용하면 그 지역의 환경조건이나 오염정도를 알 수 있다. 수질오염정도는 식물이나 민물고기 외에 옆새우나 플라나리아, 곤충의 유충과 같이 물 밑바닥이나 물풀 사이에 사는 작은 동물들을 이용해서 알아낼 수 있다. 간단한 정수과정만을 거쳐 식수로 사용이 가능한 깨끗한 물인 1급수에는 열목어, 쉬리, 옆새우, 플라나리아 등이 산다. 이들 지표생물들은 대개 강의 최상류나 계곡에서 볼 수 있다. 식수로 사용이 가능하며 수영도 할 수 있는 2급수에서는 꺽지, 피라미, 갈겨니 등을 발견할 수 있다. 3급수에는 붕어, 잉어, 거머리, 미꾸라지 등 사는데, 이 물은 공업용수로 사용된다. 그리고 4급수에서는 실지렁이, 깔따구, 모기붙이 유충 등이 서식하는데, 이

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1. 화석은 어떻게 생기나? 바다나 호수에서 살던 물고기나 조개가 죽으면 바다나 호수 바닥에 가로로 놓인다.→ 세월이 흐르면 물고기나 조개의 주검 위에 모래나 진흙 같은 것이 점점 쌓이게 된다.→ 물고기나 조개의 주검 위에 쌓인 모래나 진흙은 차츰 단단한 바위로 변해간다.→ 또 다시 오랜 세월이 흐르는 동안에 바다나 호수 바닥이 지각 변동을 받게 된다.

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