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특수 상대성 이론8

물리에게 '아인슈타인'이란? part 1 (동시성의 상대성, 시간지연, 길이수축, 질량-에너지 등가 원리) 애들아. 방과 후 수업도 이제 이틀밖에 안 남았어! 1년 동안 공부해야 할 양을 10일 분량으로 초압축해서 따라오기 정말 힘들었을 텐데 여기까지 잘 따라와 준 너희들이 참 장하다는 말을 해주고 싶어. 물리학1 내용을 크게 보면 하나의 이야기 맥이 흐르고 있어. '역학과 에너지' 단원에서는 '힘'과 '에너지'라는 도구를 이용하여 입자의 운동 상태를 분석해보았고, '물질과 전자기장' 단원에서는 그 입자의 본질을 결정하는 전기와 자기적인 현상에 대해 알아보았으며, '파동과 정보통신' 단원에서는 전자기적 상호작용으로 생긴 빛이 갖는 파동적인 현상에 대해 알아봤어. 남은 이틀 동안은 빛을 연구하던 과학자들의 이야기로 이 물리학 서사의 끝을 매듭짓고자 해. 그 끝에서 등장하는 '아인슈타인'이란 인물이 물리학에서 어.. 2021. 1. 28.
[2015 개정 물리학1] 3. 시공간과 에너지 - 질량 에너지 동등성- 1. 빛보다 빠른 속력으로 움직이는 물체? 아인슈타인에 따르면 어떤 관측자가 보든 빛의 속력은 항상 299,792,458 m/s로 불변이다. 그림처럼 갈릴레이의 상대성 원리에 의해서는 두 물체의 상호작용 방향에 따라 상대속도가 바뀌게 된다. 마찬가지로 오른쪽으로 10m/s 달려가는 자동차에서 5m/s로 물건을 오른쪽으로 던진다면 그 물체는 바깥 관측자 입장에서 보았을 때 15m/s의 속력으로 오른쪽으로 날아가는 것으로 볼 것이다. 하지만 아인슈타인의 광속 불변을 적용하여 갈릴레이의 상대성 원리를 수정하면 그림처럼 우주선이 어떤 방향으로 움직이든 광원으로부터 오는 빛의 속력은 c로 일정하다. 마찬가지로 빛의 속력으로 달려가는 자동차에서 빛의 속력으로 물건을 던져도 바깥의 관측자는 그 물체의 속력을 2c로 .. 2020. 7. 10.
[2015개정 물리학1] 3. 시공간과 에너지 / 특수 상대성 이론 시간 여행을 하는 공상 과학 영화에서는 지구에 남겨진 딸의 시간보다 우주여행을 하는 아버지의 시간이 더 느리게 간다. 시간이 누구에게나 똑같이 흘러가는 절대적인 것이 아닌 것일까? 절대적인 것과 상대적인 것은 무엇일까? 아인슈타인은 자신의 '특수 상대성 이론'을 발표하였다. '특수'라는 수식어는 이 이론이 '관성계'만을 다룬다는 것을 의미하는데, 관성계란 뉴턴의 법칙이 성립하는 기준틀을 말한다.(등속운동하거나 정지해있는 계) 번외의 이야기지만 일반 상대성 이론은 비관성기준계까지 설명하는 조금 더 넓은 차원의 상대성 이론이다. 상대성에 관한 과거의 생각은 모든 사람들에게 너무도 익숙하여 의심의 여지가 없는 상식이었다. 하지만 아인슈타인은 간단한 두 개의 가설에 근거하여 그 생각이 잘못되었다는 것을 보임으로.. 2020. 7. 7.
[고급물리],[파동광학],[간섭과 회절] 마이켈슨-몰리 실험의 의의 1. 파동 '파동'이란 에너지를 전달하는 하나의 형식이다. 파동의 종류는 다음과 같이 다양하다. 파동이 진행하여 에너지를 전달하려면 '매질'이라는 물질이 필요하다. 수면파의 매질은 물, 음파의 매질은 공기, 지진파는 지구 내부 구조, 줄 파동은 줄, 용수철 파동은 용수철이 되겠죠. 이 다양한 파동은 파동의 진행방향과 매질의 진동방향의 관계에 따라 횡파와 종파로 구분했다. 매질의 진동방향과 파동의 전파 방향이 수직한 파동을 횡파라 하고, 매질의 진동방향과 파동의 전파 방향이 나란한 파동을 종파라 합니다. 지진파의 S파와 수면파가 대표적인 횡파이고, 지진파의 P파와 음파가 대표적인 종파입니다. 이러한 파동의 진행을 수식으로 표현하고자 할 때 위치와 시간 변수 관계로 구성된 함수를 사용하기도 하고, x위치와 .. 2020. 5. 21.
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