본문 바로가기

대단하고 유쾌한 과학 이야기( 브뤼

 (32)
앙페르, 가우스, 패러데이, 맥스웰 앙드레 마리 앙페르는 동전기 혹은 전기역학에 관한 완벽한 이론과 자기현상에 관한 많은 연구를 내놓았다. 앙페르는 전류의 흐름과 방향을 많이 연구했다. 전류가 존재할 때에는 어느 한 방향으로 이동하는 음의 전하와 그 반대 방향으로 이동하는 양의 전하가 똑같이 문제되기 때문에 전류의 방향은 전적으로 약속으로 정해지는 것임을 가르쳐준 인물이 앙페르이다. 앙페르의 오른손 실험을 통해서 외르스테드의 실험결과를 일반화하기도 했다. 전류의 방향과 자기장의 방향, 전체적인 운동의 방향 중에서 두개만 알면 나머지 하나를 밝힐 수 있게 해주는 법칙에 관한 것이기 때문이다. 실제로 앙페르는 자석을 구리코일 주변에서 움직이면 코일에 전류가 흐르게 된다는 사실을 확인했다. 전자기 유도현상을 발견한 것이다. 그는 자기란 동전기의..
자기와 전기 우리가 어디에 어떤 자세로 있든 무엇인가와 접촉해 있는 상태이다. 최소한 여러분이 입고 있는 옷과 접촉해 있다고 말할 수 있다. 혹은 최소한 여러분이 입고 있는 옷과 접촉해 할 수 있을 것이다. 원자를 작은 구슬이라고 본다면, 전자들이 구슬의 바깥층을 이루고 있을 것이다. 그리고 이 전자들은 전기적으로 음성을 띠고 있다. 여러분의 피부가 의자과 가까워지면 피부의 맨 바깥층을 이루는 원자 및 분자들은 그 전자들을 시작으로 서로 가까워지게 된다. 일정 거리를 지나 전자들이 충분히 가까워지면 전자들의 전하가 상호작용을 시작한다. 쿨롱법칙 때문에 전자들끼리 서로 밀어내는 것이다. 그러므로 물질은 접촉을 허용할 수가 없다. 고대로부터 쇠를 끌어당기거나 밀어내는 마법의 힘을 가진 신비한 돌에 주목해 왔다. 그 돌은..
사람의 감각은 모두 몇 가지일까? 사람의 몇가지 감각을 가졌느냐는 질문에 대부분의 사람들은 기계적으로 다섯가지라는 답변 밖에 떠올리지 못한다. 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각이 그것이다. 감각은 세가지 요소가 함께 작용하는 삼중주 같은 것 이라고 할 수 있다. 우선 맨 먼저 작용하는 것은 감각세포 혹은 감각 수용체로 외부 자극에 반응할 수 있는 일련의 조직이 여기에 해당된다. 수용체가 그 자극을 포착하면 뇌로 전달되는 신경충격이 발생하는데, 우리가 느낌이라고 부르는 것이 바로 이 신경충격이다. 그리고 그 마지막으로 뇌가 그 신경충격을 해석하면 우리는 지각을 얻게 된다. 귀의 가장 안쪽 내이內耳에는 소리를 듣게 해주는 메커니즘 외에 전정기관이라고 부르는 작은 조직이 있다. 이 전정기관에는 고리모양의 작은 관 3개가 자리해 있다. 이 세 ..
광전효과, 열, 흑체 광전효과 앙리 베크렐은 방사능을 발견해서 퀴리부부와 함께 노벨상을 받은 인물이다. 두 개의 전극을 액체에 담갔을 때, 전극에 빛을 비추느냐 비추지 않느냐에 따라 다른 반응이 나타났다. 베크렐 부자는 광전효과를 발견한 것이다. 이 실험에 대한 이해와 해석은 수년 뒤 독일 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠에 의해 이루어진다. 헤르츠는 거의 평생을 전자기파 연구에 힘을 쏟다가 1887년 광전효과를 발견했다. 금속판이 빛을 비추면 금속판에서 전자가 튀어나오고, 이때 전자가 얼마나 나오는지는 빛의 밝기에 따라 달라진다는 것을 알아낸 것이었다. 빛의 강도가 일정 밝기 이상을 넘어갈 때에만 문제의 효과가 발생하고 그 이하에서는 전혀 발생하지 않았다. 문제의 답은 아인슈타인이 내놓았다. 열에 관한 연구 켈빈은 1824년..
빛은 입자일까, 파동일까 빛은 균일한 매질에서는 직선으로 진행한다. 수면에 우리 모습이 비치는 이유를 설명해 주는 반사의 법칙이 그렇다. 기원전 280년경에 그리스 수학자 유클리드는 '광학optics'라는 책에서 빛에 관계된 기하학적 법칙을 이야기했다. 플라톤, 아리스토텔레스, 유클리드가 생각하기에 빛은 시각의 도구에 지나지 않는 것으로 생명체가 가진 감각에 가까웠다. 우리 눈에 빛이 나와 물체에 비추면 우리가 그 물체를 보게 된다고 생각했다. 광학과 빛의 성질에 대한 이해는 르네상스에 들어서야 발전되기 시작했다. 동양에서 알하이삼은 1000년경에 ‘광학의 서’를 펴냈다. 동양의 책들은 일단 라틴어로 변역된 다음 서양학자들에 의해 연구되어 서양학자들을 위해 후대에 전해졌기 때문에 글들은 잘 알려져 있지 않다. 태양은 지평선에 가..
전자와 원자핵 1817년 독일 화학자 요한 되베라이너는 3조원소이론을 내놓었다. 동일한 화학적 속성을 공유하는 원소들을 질량 순서로 세운 뒤 연속적으로 놓이는 원소들을 셋씩 묶어 살펴보면 (그래서 3조)세 원소들 중에서 가운데에 자리한 원소는 나머지 두 원소의 평균에 해당하는 질량을 가진다. 1859년 프랑스의 장 바티스트 뒤마는 원소를 넷씩 묶었다. 4조원소이론을 내놓았다. 원소의 화학적 속성에 주기성이 존재한다는 생각을 하기 시작했다. 영국 화학자 존 뉴랜즈는 1864년에 원소들을 주기적 성질에 따라서 배열한 표와 함께 옥타브법칙을 발표했다. 음악의 한 옥타브에서 여덟번째 음이 그 첫 번째 음과 같은 성질을 띠는 것과 마찬가지로 원소배열에서 어떤 원소에 이어 여덟 번째에 놓이는 원소는 그 첫 번째 원소와 비슷한 성..
원자 실재의 본성 자체가 우리의 능력 밖에 있다. 실재를 이해하는 것, 아니 실재를 이해하려고 있는 것은 무엇보다도 우리가 보고 만지고 느끼는 모든 것, 즉 간단히 말해서 우리가 지각하는 모든 것이 무엇으로 이루어져 있는지에 대해서 질문을 던지는 일이다. 아리스토텔레스는 다섯가지 기본원소를 뜻하는 5원소 개념에 오랫동안 집착해 왔다. 물질은 모두가 공기, 흙, 물, 불로 이루어져 있으며, 여기에 해당하지 않는 나머지는 에테르로 이루어져 있다는 이론이다. 더 이상 쪼개지지 않는 그 아주 작은 입자가 바로 물질을 이루는 기본단위가 아니겠는가? 그렇게 탄생한 과학이론은 이후 혁명과 혁명을 거치면서 발전을 거듭해간다. 그리스어로 나눌수 없는 이라는 뜻의 아토모스atomos, 즉 원자atomo에 대한 이론을 두고 하는..
상관관계와 인과관계 세상에서 가장 위험한 장소가 어딘지 아는가? 세상에서 가장 위험한 장소는 다름 아닌 침대이다. 통계적으로 가장 많이 죽는 장소이기 때문이다. 많은 사람들이 침대에서 죽는다고 해서 침대를 문제 삼을 수는 없다. 침대가 죽음이라는 위험 원인은 아니기 때문이다. 하나의 원인은 잇따른 여러 가지 결과들을 유발할 수도 있는데 이를 두고 연쇄반응이라고 한다. 비가 와서 땅이 적었고, 땅이 젖어서 차가 밀렸고, 차가 밀려서 내가 지각했고... 결국 모든 사태는 비 때문에 벌어진 일이니까... 상관관계와 인과관계를 혼돈하는 것은 흔히 저지르는 논리적인 오류다. 실재 세계는 그보다 훨씬 더 복잡하기 때문에 사건과 사건이 서로 어떤 관계인지가 잘 드러나지 않는다. 실재 세계에서는 지극히 사소한 사건도 무수히 많은 원인과 ..

티스토리툴바