자. 이번 수업은 우주 팽창과 우주 탐사에 대해 알아보자. 우주 팽창은 허블이 거의 모든 외부 은하는 우리 은하로부터 멀어지고 있으며 멀리 있는 은하는 더 빨리 멀어진다는 사실을 통해 우주가 팽창하고 있으며 팽창하는 우주의 특별한 중심은 없다는 것을 알아내었다. 우주 팽창을 모형을 통해 실험해보자. 풍선을 조금 분 다음 풍선의 표면에 스티커를 붙인 후 풍선을 불면 풍선의 크기가 커지면서 모든 스티커 사이의 거리는 멀어지며 가까이 있는 스티커 A와 B 사이의 거리 보다 멀리 있는 스티커 A와 c 사이 거리가 더 많이 멀어진다. 이 때 풍선은 우주를 스티커는 은하를 의미한다. 풍선이 커지면서 모든 스티커가 멀어지는 것처럼 우주가 팽창하면 모든 은하가 서로 멀어지고 멀리 있는 스티커 사이의 거리가 더 많이 멀..

자. 이번 수업은 우리 은하에 대해 알아보자. 은하는 수많은 별이 모인 거대한 집단을 말하며 그 중 우리 태양계가 속해있는 은하를 우리 은하라고 한다. 우리 은하를 옆에서 보면 중심부가 볼록한 원반 모양으로 보이며 은하 한 가운데를 은하 중심 옆으로 뻗어나온 부분을 나선팔이라고 하며 은하 주변의 둥그런 공간을 헤일로라고 한다. 은하의 지름은 약 30kpc, 10만 광년이고 태양계는 은하 중심에서 약 8.5kpc, 3만광년 떨어진 나선팔에 위치한다. 우리 은하를 위에서 보면 중심부에 막대모양의 구조가 있고 막대의 끝에서 나선팔이 뻗어나와 있는 형태이다. 은하수는 지구에서 바라본 우리 은하의 모습으로 희뿌연 띠 모양으로 관측된다. 궁수자리 쪽이 가장 넓고 뚜렷하게 보이며 여름철에 폭이 두껍고 밝게 보이지만 ..

자. 이번 수업은 거리 변화에 따른 등급 변화에 대해 알아보자. 거리에 따른 등급 변화를 이해하기 위해 먼저 알아두어야할 두 가지 내용은 별의 밝기가 거리 제곱에 반비례하고 5등급 차이는 100배 밝기 차이가 난다는 것이다. 예를 들어 어떤 별까지의 거리가 10배로 멀어진다면 밝기는 100 분에 1배로 어두워 질것이고 별의 등급은 5등급이 커질 것이며 별까지의 거리가 10분에 1배로 가까워진다면 밝기는 100배로 밝아질 것이고 별의 등급은 5등급이 작아질 것이다. 몇가지 예제를 풀어보며 연습해보자. 먼저 눈에 보이는 밝기가 3등급인 별 100개가 모인 성단이 있을 때 이 성단은 몇 등급의 별과 같은 밝기로 보이는지 알아보자. 별이 100개가 모이면 밝기도 100배가 되므로 등급은 5등급이 작아진다. 따라..

자. 이번 수업은 별의 연주 시차와 등급에 대해 알아보자. 연주 시차는 6개월 간격으로 별을 관측했을 때 생기는 시차의 절반을 말한다. 연주시차와 거리는 반비례하므로 별까지의 거리가 가까울수록 연주시차는 커지고 거리가 멀어질수록 연주시차는 작아진다. 연주 시차의 단위를 초, 거리의 단위를 pc으로 사용하면 연주시차를 통해 별을 거리를 알아낼 수 있다. 예를 들어 어떤 별을 6개월 간격으로 관측했을 때 각도차이가 1초라면 연주 시차는 6개월 간의 각도차이, 즉 시차의 절반에 해당하는 0.5초이고 거리는 연주시차의 역수를 취해 계산하면 2pc이 된다. 별의 밝기는 등급을 이용해 표시하며 등급이 작을 수록 별의 밝기는 밝아진다. 별의 밝기를 등급을 이용해 처음 나타낸 과학자는 히파르코스이며 별들을 맨눈으로 관..

자. 이번 수업은 에너지 보존 법칙에 대해 알아보자. 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전환된다. 예를 들어 전구에서는 전기 에너지가 빛에너지로 전환되며 전기 다리미에서는 전기 에너지가 열에너지로 배터리에서는 화학 에너지가 전기 에너지로 광합성을 통해 빛에너지는 화학 에너지로 전환된다. 이런 에너지 전환 과정에서 에너지는 새로 생성되거나 없어지지 않으므로 전체 에너지의 총량은 항상 일정하게 보존되며 이것을 에너지 보존 법칙이라고 한다. 역학적 에너지 보존은 저항이나 마찰이 없을 경우에만 성립하며 저항이나 마찰이 있을 때 역학적 에너지는 보존되지 않고 다른 소리에너지나 열에너지 등으로 손실된다. 이 때 손실된 역학적 에너지는 두 지점의 역학적 에너지 차이로 계산할 수 있다. 예를 들어 기준면에서 운동하는 ..

자. 이번 수업은 전력과 전력량에 대해 알아보자. 먼저 전기에너지는 전류가 흐를 때 공급되는 에너지를 말하며 단위는 J을 사용한다. 소비 전력은 1초 동안 전기 기구가 소모하는 에너지의 양을 말하며 시간 분에 전기 에너지로 계산할 수 있고 단위는 W, kW를 사용한다. 1W는 1초에 1J의 전기 에너지를 사용한다는 의미이고 5W는 1초에 5줄의 전기 에너지를 사용한다는 의미이다. 만약 10W의 소비전력을 가진 전기 기구를 5초 동안 사용했다면 전기 기구에 공급된 전기 에너지는 50J이다. 전력량은 일정한 시간 동안 사용한 전기 에너지의 총 양을 말하는 것으로 소비전력과 시간의 곱으로 계산할 수 있으며 단위는 Wh, kWh를 사용한다. 이 때 시간은 일반적으로 과학에서 사용하는 초단위가 아닌 1시간, 2시..