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레이저(Laser)란 무엇인가? 레이저(Laser)는 복사 유도 방출에 의한 광증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 줄임말로, 빛의 증폭이라는 물리적 현상을 이르는 말인데, 보통은 이 현상을 이용하여 만들어진, 강하고 퍼지지 않으며 멀리 전달되는 단색광 레이저 빔(beam) 또는 레이저광(光)을 간단히 '레이저'라고 부른다. 레이저는 전자기파의 자극 방출에 의한 광증폭 과정을 통해 광을 방출되는데 광의 상대적 위상이 장거리에 걸쳐 상관된 편광파를 가진다. 레이저는 다른 광원과 다르게 공간적으로 일정한 파장과 공간적인 일정성을 가지는 광선을 방출하며, 시간적인 일정성도 높아 굉장히 좁은 스펙트럼으로 광을 방출할 수 있으며, 팸토 초(femtosecond)와 같이 극단.. 2023. 7. 3.

식품 첨가물에 관하여... 식품 첨가물은 식품을 제조·가공·보존할 때 식품의 상품적 가치 향상, 기호성 증진, 보존성 향상, 품질 향상, 영양 강화, 풍미 및 외관 증진 등의 목적으로 식품에 첨가하는 물질을 말한다. 크게 세 가지로 분류하는데 화학적 합성품, 천연첨가물, 혼합제제로 분류되고 있지만, Codex(국제식품규격위원회)에서는 23가지 용도로 분류하고 있다. 식품첨가물은 화학물질이 많이 포함되므로 먹으면 나쁘다는 인식이 있지만 일반적인 식품첨가물은 비교적 안전하다. 그러나 타르색소나 아질산나트륨 등 기존에 밝혀지지 않았지만 위험성이 밝혀진 식품첨가물이 있는 만큼 적게 먹는 것이 좋다. 식품첨가물은 「식품등의 표시기준」에 따라 식품 포장지에 표시해야 한다. 보존료, 감미료, 착색료, 산화방지제 등은 식품첨가물 명칭과 사용용도.. 2023. 6. 30.

전기차 배터리의 강자, 대한민국!!! 전기 승용차와 전기 트럭이 도로를 누비는 시대가 왔다. 전기차의 동력이 되는 배터리는 이제 가장 중요한 부품으로 차량 가격에서도 높은 비중을 차지한다. 배터리는 청정 운송의 가능성과 한 국가의 힘과 산업의 지배구조, 환경보호 등 다양한 분야에 걸쳐 광범위한 변화를 가져오고 있다. 스마트폰에도 들어가는 리튬이온(lithium-ion) 배터리는 전기차의 가장 대중적인 동력원이다. 리튬은 반응성이 뛰어난 화학물질로, 이를 사용해 만든 배터리는 고전압을 수용하고 충전력이 우수하다. 또 효율적인 고밀도 상태로 에너지를 저장할 수 있다. 리튬이온 배터리는 제작 비용이 감소하는 반면 성능이 향상되고 있기 때문에 향후 전기차에서도 우위를 점할 것으로 예상된다. 현재 일반적인 전기차의 배터리 무게는 약 1,000파운드(.. 2023. 6. 22.

팹리스, 파운드리, 패키징을 알아? 우리는 주변에서 반도체에 관하여 많은 이야기를 들으며 살고 있다. 반도체는 현대 산업의 쌀이라고 말할 할 만큼 그 중요성이 점점 커지고 있고, 한나라의 미래가 반도체에 달려있다고 해도 과언이 아닌 세상에서 살고 있다. 반도체를 잘 만드는 나라가 미래의 기술 강국이 될 것이고 세계 경제를 지배할 것이라고 한다. 나라의 운명이 걸렸다고까지 말을 한다. 다행히 대한민국은 삼성과 SK하이닉스라는 대기업에서 반도체를 만들어내는 반도체 강국 중의 하나이다. 그런데 반도체산업은 우리나라가 강한 메모리 분야뿐만 아니라 비메모리 분야인 시스템반도체 분야도 있는데, 우리나라는 안타깝게도 메모리 분여는 세계 최고의 기술 강국이지만 비메모리 분야는 그렇지 못하다. 앞으로 우리나라가 나아갈 방향은 메모리 반도체 분야는 계속 선.. 2023. 6. 19.

플라즈마(Plasma)는 고온의 기체? 플라즈마(Plasma) 플라즈마(Plasma)는 이온화된 기체를 말하며, 고체, 액체, 기체에 이어 물질의 4번째 상태로, 원자 또는 분자로부터 전자가 분리되어 자유롭고, 이온 및 전자가 공존할 수 있도록 충분한 에너지를 가진 기체이다. 네 가지 기본적인 물질 상태 중 하나로, 자유 전하로 인해 플라즈마는 높은 전기전도도를 가지며, 전자기장에 대한 매우 큰 반응성을 갖는다. 우주에 존재하는 물질의 99%이상이 플라즈마로 이루어져 있다. 플라즈마는 우주에서 가장 풍부하게 존재하는 보통 물질의 형태이다. 플라즈마는 온도와 밀도에 따라 특정 수의 중성 입자도 존재할 수 있는데, 이 경우를 플라즈마의 부분 이온화라고 한다. 네온 사인과 번개는 부분적으로 이온화된 플라즈마의 예이다. 그러나 모든 이온화된 기체를 .. 2023. 6. 16.

빛의 속도는? 빛의 속도를 측정하는 방법은 여러 가지가 있지만, 그 중 가장 간단한 방법은 피조의 광속 측정 장치를 사용하는 것입니다. 피조의 광속 측정 장치는 광원에서 나오는 빛이 회전하는 톱니바퀴의 톱니 틈을 통과하게 한 후 멀리 있는 거울에 부딪혀 되돌아오게 해 빛이 멀리 떨어진 두 점 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 재는 장치입니다. 빛의 속력은 빛이 이동한 거리를 그것을 통과하는 데 걸린 시간으로 나눈 값입니다. 피조의 광속 측정 장치를 사용하여 빛의 속도를 측정하는 방법은 다음과 같습니다. 피조의 빛 속도 측정 원리. 1. 광원에서 나오는 빛을 회전하는 톱니바퀴의 톱니 틈에 통과시킵니다. 2. 빛은 톱니바퀴를 통과하여 멀리 있는 거울에 부딪혀 되돌아옵니다. 3. 빛이 톱니바퀴를 통과하고 다시 톱니바퀴로 돌아.. 2023. 6. 15.

블랙홀(black hole) 블랙홀(black hole)은 항성(별) 진화의 최종 단계에서 생성되는 천체로서 강력한 중력과 높은 밀도를 가지고 있는, 입자나 전자기 복사, 빛을 포함한 그 무엇도 빠져나올 수 없는 시공간 영역이다. 물질은 만유인력에 의해 모든 다른 물질을 잡아당기는 힘을 가지고 있고 우주에 존재하는 수 많은 천체들이 가지고 있는 만유인력을 특별히 중력이라고 한다. 우주 공간에서 거대한 질량을 가진 항성이 붕괴 후 수축 되면서 작은 은 공간에 압축되면 강한 중력이 발생하고 주변의 물질을 당기게 되어 빛을 빨아들일 정도가 되면 블랙홀이 된다. 블랙홀은 빈 공간인 검은 구멍이 아니며 거대한 중력을 가진 천체이다. 블랙홀의 형성 단계 항성의 붕괴 : 블랙홀은 주로 질량이 큰 항성이 매우 강력한 중력에 의해 붕괴될 때 형성된.. 2023. 6. 15.

로봇, 안드로이드, 휴머노이드, 사이보그를 구별할 수 있나? SF영화에서는 많은 종류의 로봇이 등장하고 인간을 대신하여 업무를 수행하는 장면이 나오는데 그 로봇들을 부르는 이름을 분류해 보자. 로봇(Robot)은 어떠한 작업이나 조작을 자동적으로 수행하는 기계장치이다. 국제로봇연맹에 따르면, 로봇이란 "고정 또는 움직이는 것으로서 산업 자동화 분야에 사용되며 자동 제어되고, 재 프로그램이 가능한 다목적인 3 축 또는 그 이상의 축을 가진 자동 조정 장치"라 정의하고 주로 제조업용 로봇을 지칭하며, 서비스 로봇은 "제조 작업을 제외한 인간과 장비에 유용한 서비스를 제공하는 반 자동 또는 완전자동으로 작동하는 로봇"이라 정의하고 있다. 인간형 로봇을 분류하면 안드로이드(android), 휴머노이드(humanoid), 사이보그(cyborg)가 있는데 그 차이와 그 어원.. 2023. 6. 14.

양자역학(quantum mechanics)이 무엇인가? 양자역학의 의미와 배경 양자역학(量子力學, quantum mechanics)은 분자, 원자, 전자, 소립자 등 미시적인 계의 현상을 다루는 즉, 작은 크기를 갖는 계의 현상을 연구하는 물리학의 분야이다. 아원자 입자 및 입자 집단을 다루는 현대 물리학의 기초 이론이다. 양자역학은 우리의 상식으로는 터무니없는 사건이라 해도, 발생 확률이 0이 아닌 이상 반드시 일어난다는 물리학적 아이디어에 기초한다. 양자역학이란 말을 이해하려면 ‘양자’와 ‘역학’을 각각 살펴보는 것이 좋다. ‘양자(量子)’로 번역된 영어의 quantum은 양을 의미하는 quantity에서 온 말로, 무엇인가 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는 것을 가리키는 말이다. ‘역학(力學)’은 말 그대로는 ‘힘의 학문’이지만, 실제로는 ‘이러저러한 힘을 .. 2023. 6. 13.

물을 알아? 물(water)은 산소(O)와 수소(H)가 결합된 화학 물질이다. 화학식 H2O를 가지며 표준 온도 압력(STAP : 섭씨 25°C 1 기압)에서 무색 투명하고, 무취무미하다. 물은 가장 보편적인 용매로 보통 액체 상태의 물을 가리킨다. 고체 상태인 것을 얼음, 기체 상태인 것을 수증기라고 부른다. 인공적으로는 수소와 산소를 혼합한 뒤 방전을 일으켜서 만들어 낼 수 있다. 열량이 없고 유기 영양분을 제공하지는 않지만 생명을 유지하는데 없어서는 안 되는 필수적 요소다. 인류를 비롯한 모든 생물에게 있어서 가장 중요한 물질이며, 생체의 주요한 성분이다. 인체는 약 70%, 어류는 약 85%, 그 밖에 물속의 미생물은 약 95%가 물로 구성되어 있다. 생명현상은 여러 물질이 물에 녹아있는 수용액에 의해서 일어.. 2023. 6. 12.

반중력(Anti-Gravity) 중력(重力, gravity)은 자연계에 존재하는 기본적인 네 가지 힘(강력, 전자기력, 약력, 중력) 가운데 하나로 어떤 공간상의 두 물체 사이에 작용하는 인력을 의미한다. 곧, 두 물체의 질량에 비례하고 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 크기로 서로를 끌어당기는 힘이다. 중력은 기본적으로 끌어당기는 인력만 존재하며, 반대로 밀어내는 척력은 아직까지 발견되지 않았지만 보통은 그 힘을 반중력이라고 부른다. 엄밀하게 표현하면 반중력(Anti-Gravity, 反重力)은 중력과 반대의 성질을 가지는 외부적인 환경을 의미하고, SF 영화나 소설의 주된 요소 중의 하나이다. 대개 전자기장 등을 이용하여 중력을 제어하는 복잡한 장치를 가정하여 반중력 장치라 부른다. 만일 SF에서 초공간(Hyperspace) 도약.. 2023. 6. 12.

워프 드라이브(Warp drive) 워프 드라이브는 많은 과학 소설 작품에서 등장하는 허구적인 초광속 우주선 추진 시스템입니다. 워프 드라이브는 주로 Star Trek과 같은 작품에서 유명하며, 물리학 연구의 주제이기도 합니다. 실제 세계에서 가장 비슷한 개념은 알쿠비에레 드라이브(Alcubierre drive)로, 일반 상대성 이론의 필드 방정식에 대한 이론적인 해결책이며 특수 상대성 이론을 만족시키며 빛 속도보다 빠르게 우주 공간을 이동하는 기술입니다. 워프 드라이브는 공상 과학 소설에서 우주여행을 하는 여러 가지 방법 중 하나입니다. 워프 드라이브의 원리는 이동하는 우주선의 앞쪽에는 공간을 수축시키고 우주선의 뒤쪽에는 공간을 팽창시켜, 매우 큰 에너지의 사용 없이 빛 보다 빠르게 이동하는 것입니다. 비슷한 비유를 하자면 해안가에서 파.. 2023. 6. 10.

하이퍼스페이스(Hyperspace, 초공간) 우리는 SF영화에서 우주선이 빠른 속도로 특별한 우주 공간으로 진입하는 장면을 보곤 합니다. 이 공간을 초공간 또는 하이퍼스페이스(hyperspace)라 하는데, 이는 과학 소설과 SF 영화에서 흔히 등장하는 가상의 공간으로, 일반적인 공간과는 다른 특징을 가지고 있습니다. 하이퍼스페이스는 다차원 공간을 나타내며, 직선적인 거리보다 빠른 경로를 통해 이동할 수 있습니다. 시간을 단축하고 빠르게 이동할 수 있는 특성을 가지고 있으며, 4차원, 5차원, 또는 더 높은 차원으로 표현될 수 있습니다. 이 공간은 일반적인 우주의 세계와 분리되어 있으며, 보통은 더 빠른 이동이 가능하거나 다른 현실과 연결되어 있습니다. 하이퍼스페이스는 주로 우주선이나 우주 비행체가 워프나 웜홀과 같은 기술을 사용하여 더 빠르게 이.. 2023. 6. 9.

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