전기력과 자기력의 전달 마이클 패러데이가 전자기 유도를 발견했을 당시, 많은 과학자들은 전자기 상호작용의 전기력과 자기력이 원격작용에 의해 작용하는 힘이라고 생각했습니다. 원격작용이란 서로 공간이 분리되어있는 물체와 물체 사이에 작용하는 힘이, 물체간의 공간에는 변화를 주지 않고, 직접적이고 순간적으로 물체 사이에 전달되는 작용을 말합니다. 예를 들어, 뉴턴이 발견한 만유인력 등도 원격작용으로 전해진다고 생각되고 있었습니다. 그러나 패러데이는 전기력선과 자기력선이라는 개념을 이용하여 전기력과 자기력이 근접작용으로 작용하는 힘이라고 주장했습니다. 근접 작용은 물체와 물체 사이에 작용하는 힘이 물체 사이에 존재하는 매질의 변화를 통해 간접적이고 유한한 속도로 전달되는 작용입니다. 전자기 유도의 실험 결과로부..
솔레노이드와 전자석의 발견 앙드레마리 앙페르는 도선을 빙빙 감아 전류를 흘려 보내는 실험을 했습니다. 그러자 도선의 주위에 마치 막대 자석의 주위에 생기는 자기장처럼, 자기장이 생기는 것을 발견했습니다. 그는 이 빙글빙글 감은 도선을 솔레노이드라고 명명했습니다. 솔레노이드는 코일을 말하는 것 입니다. 1825년 영국의 윌리엄 스터전(William Sturgeon)은 앙페르가 발견한 솔레노이드의 현상에 대해 실험을 하면서, 코일 가운데에 철봉을 넣자 자기장이 강해지는 현상을 발견했습니다. 당시 절연된 전선이 없었기 때문에 그는 니스로 절연된 철심을 사용했습니다. 그는 철심 양 끝쪽의 자기장이 더 강해지는 것을 깨닫고, 말굽형으로 구부러진 철심을 사용하여 자석의 극이 같은 쪽에 오도록 해보았습니다. 이 실험..
전기와 자석의 관계를 발견 1752년 비오는 벌판에서 연을 날리는 실험을 통해 번개 정체가 전기임을 밝혀낸 미국의 벤저민 프랭클린은 번개의 방전이 자석의 극성을 반전시킨다는 기록을 남겼습니다. 전기에는 플러스와 마이너스가 있고, 자석에는 N극과 S극이 있습니다. 전기도 자석도, 각각 같은 것 끼리는 반발하여 밀어내고, 다른 것끼리는 서로 끌어당기는 성질이 있습니다. 또한 전기와 자석의 힘은, 그 힘이 작용하는 물체 사이의 거리가 가까울수록 커집니다. 이러한 이유로 전기와 자기 사이에는 어떤 관계가 있는 것이 아닐까하고 옛날부터 생각되고 있었습니다. 1820년 덴마크의 한스 크리스키안 외르스테드는 실험을 위해 볼타 전지의 스위치를 껐다 켰다 반복하고 있었는데, 전지의 바로 옆에 놓여 있던 나침반의 방향이 ..
세베루스 왕조의 시작 '루키우스 셉티미우스 세베루스'는 로마의 북아프리카 속주인 '트리폴리타니아' 출신으로, 상당히 부유하였지만 로마의 정치계와는 별로 인연이 없는 집안 출신이다. 146년 태어난 그는 줄곧 북아프리카에서 생활했던 것으로 보이는데, 속주의 유력자 가문 태생이었기 때문에, 속주에서도 상류층의 훌륭한 교육을 받으면서 자랐던 것으로 보인다. 셉티미우스 세베루스는 18세가 되자 로마로 향했는데, '안토니누스 피우스' 황제 시절 집정관을 지낸 친척들의 후원을 받아 공직생활을 시작했다. 그의 공직 생활은 평범했는데, 회계감사관과 호민관을 거쳐 법무관을 지내면서 원로원 의원이 되었다. 그는 '갈리아 루그두넨시스'와 '시칠리아' 등에서 총독을 역임하다가, 191년에 '판노니아'의 총독으로 취임하였다. ..
일반적으로 사용되고 있는 백색 LED는 청색광을 내는 청색 LED와 황색광을 내는 형광 물질을 조합한 것입니다. 백색 LED가 켜지면 내부에서 청색 LED가 청색광을 방출합니다. 이 청색광이 형광 물질을 자극하면 형광 물질이 황색을 방출합니다. 청색과 황색은 보색 관계에 있기 때문에 청색광과 황색광을 혼합한 빛은 백색광이 됩니다. 사진은 백색 LED의 빛을 CD-ROM에 비추는 모습입니다. CD-ROM에 새겨진 많은 홈이 회절 격자의 기능을 하기 때문에 빛이 분광됩니다. 이 사진으로부터 백색 LED의 빛은 청색광과 황색광을 혼합한 백색광인데 적색광이나 녹색광이 존재하는 것을 알 수 있습니다. 이러한 현상이 일어나는 것은 CD-ROM 때문 일까요? 만약을 위해 분광기에 있는 그레이팅(반사형의 회절 격자)을..
부유한 집안의 자제 '마르쿠스 디디우스 세베루스 율리아누스'는 133년 이탈리아 북부의 '메디올라눔'(현재의 밀라노) 출신으로, 밀라노의 지역 유지로 상당히 부유한 가정에서 지냈던 것 같다. 그는 다음 황제가 되는 '루키우스 셉티미우스 세베루스'와 같은 세베루스 가문 출신으로, 15세 무렵에 로마로 와서 생활하였는데, 그때 '마르쿠스 아우렐리우스 안토니누스' 황제의 친모인 '도미티아 루킬라'의 집에서 잠시 생활한 적이 있어, 후에 이러한 인연으로 출세하는데 큰 도움을 받았다고 한다. 재무관이나 법무관 등의 공직 경험을 거쳐, 172년 경에는 제국의 주요 거점이었던 '게르마니아' 주둔 군단에서 지휘관을 역임하였으며, 175년에는 집정관으로 취임하기도 하였다고 한다. 디디우스 율리아누스는 전임자인 '푸블리우..
정난시와 정난시의 교정 난시는 물건이 이중으로 보이거나 방향에 따라 보이는 방법이 다르거나 합니다. 난시는 각막의 세로 방향과 가로 방향에서 굴절력이 다르기 때문에 발생하는 굴절 이상입니다. 이러한 난시를 정란시라고합니다. 정란시에서는 그림의 위과 같이 초점이 두곳에 잡히게 됩니다. 이것은 렌즈 수차 중 비점 수차에 해당하는 현상입니다. 난시를 교정하기 위해서는 각막의 세로 방향과 가로 방향의 굴절력을 맞추어야합니다. 그래서 방향에 따라 굴절력이 다른 원통형 렌즈(토릭 렌즈)를 사용하여 세로 방향과 가로 방향의 초점 위치를 조정하여, 한 곳에 상이 맺힐 수 있도록 하는 기능을 갖추고 있습니다. 부정난시 난시에는 각막 표면의 불규칙한 요철로 인한 부정 난시가 있습니다. 부정난시는 안경으로 교정할 수 없기 ..
노안의 교정 노안 일때 가까운 것이 보기 어려워지는 이유는 노화에 의해 수정체의 조절 능력이 저하되어, 근점이 더 멀어지기 때문입니다. 이 때문에 노안인 사람이 돋보기를 사용하지 않고 책을 읽을 때에는, 책을 정시의 근점보다 더 멀리 놓고 봐야 합니다. 하지만 노안에서는 원점은 변함이 없이 무한대에 있기 때문에, 먼 것은 육안으로도 잘 보입니다. 근시와 원시는 원점이 바뀌는 눈의 굴절 이상이지만, 노안는 근점만 바뀌는 눈의 굴절 이상입니다. 노안은 수정체의 조절 능력이 저하되어 있기 때문에, 초점이 망막 보다 뒷편에 생기게 됩니다. 이러한 노안의 교정에는 빛을 모으는 기능이 있는 볼록 렌즈를 사용합니다. 초점이 맺히는 거리에 따라 어느 정도의 볼록 렌즈가 필요한지는 증상에 따라 결정됩니다. 원근 양용 안..
원시의 교정 원시는 수정체가 무조정인 상태에서도 확실히 보이는 원점이 없습니다. 즉, 원시는 무한대의 것을 볼 때에도 모양체를 긴장시켜 수정체를 두껍게 합니다. 근처에 있는 것을 볼 때처럼 멀리 있는 것을 보는 것이 원시입니다. 끊임없이 모양체를 긴장시키고 있기 때문에 눈이 쉽게 피로해 집니다. 원시는 그림 아래의 오른쪽과 같이 수정체가 가장 얇은 무조정 상태로, 무한대의 거리에서 오는 빛이 망막의 뒷면에서 상이 맺히도록 진행합니다. 따라서 망막에서는 초점이 제대로 잡히지 않기 때문에, 물건이 제대로 보이지 않습니다. 상을 망막에 정확히 맺히도록 하기 위해서는, 각막과 수정체의 굴절력을 강화시켜야 합니다. 그래서 빛을 모으는 기능을 가진 볼록 렌즈를 사용합니다. 초점 거리 조정을 위해 어느정도의 볼록 렌..
광섬유가 빛을 전달하는 방법 광통신에 사용되는 광섬유에는 빛을 감쇠시키지 않고 멀리까지 전송할 수 있도록 매우 투명도가 높은 유리나 플라스틱이 사용되고 있습니다. 광섬유는 빛이 굴절률이 다른 물질의 경계면에서 전반사한다는 특성을 이용합니다. 광섬유는 굴절률이 다른 2개의 유리나 플라스틱을 사용해 이중 구조로 되어 있어, 광이 섬유 안을 반사를 반복하면서 진행되게 되어 있습니다. 이 때문에 빛을 약화시키지 않고 멀리까지 전할 수 있습니다. 유리 광섬유 유리제 광섬유에는 고순도의 석영(수정)이 사용됩니다. 우리가 일반적으로 사용하는 유리에도 빛을 흡수하는 불순물이 있기 때문에 몇 센티미터의 두께로도 빛의 강도가 약해져 버립니다. 유리의 두께가 1미터나 되면 상당히 어두워지고 반대편이 보이지 않게 됩니다. 그..
원점과 근점 눈으로 초점을 맞출 수 있는 가장 가까운 점을 근점, 가장 먼 점을 원점이라고 합니다. 근점과 원점의 사이의 범위를 조절폭(조절력)이라고합니다. 근점은 20대에서는 약 10 cm정도 입니다만 노화와 함께 점점 길어지게 됩니다. 반면 일반적인 눈의 원점은 무한대 입니다. 이론적으로 무한대이지만 실제로는 4 ~ 6m 이상 멀어지면 수정체의 조정이 필요하지 않기 때문에 그 이상의 거리에서 자신에게 보이는 만큼이라고 생각할 수 있습니다. 눈은 근점보다 가까운 곳에 초점을 맞출 수 없습니다. 성인의 일반적인 눈에서도 가장 명확하게 보이는 범위는 개인차는 있지만 눈에서 25 ~ 30cm 이상 떨어진 곳입니다. 이거기를 명시 거리라고 합니다. 멀리 보는 눈과 가까이 보는 눈 눈이 먼 곳을 보게되면 섬모는..
루미놀 반응이란? 루미놀(luminol, C8H7N3O2)은 범죄 수사에서 혈흔 검사에 사용됩니다. 혈흔의 색은 신선한 때에는 붉은 색을 띠고 있지만 시간이 지남에 따라 갈색으로 변합니다. 그러므로 범행 현장에서 혈흔 같은 것이 발견되었다고 해도, 육안으로는 그것이 혈흔인지 아닌지 판단하기가 어렵습니다. 이떄 사용되어지는 것이 바로 '루미놀 반응'입니다. 루미놀 반응의 발견 1928년에 독일의 화학자 알브레흐트(H. O. Albrecht)는 루미놀에 과산화수소수(H2O2)를 가하면 청백색 빛을 내는 것을 발견하였는데, 이 반응을 일으키기 위해서는 구리나 철 등의 촉매 가 필요하다고 합니다. 1937년에는 독일 법의과학자인 발터 슈펙트(Walter Specht)가 혈액이 이 반응의 촉매가 되는 것을 발견했..