Q. 물리학1) 이 문제에서 ㄷ이 왜 틀린걸까요?
안녕하세요. 사진에 있는 ㄷ의 내용 "낙하하는 물체의 운동 에너지 감소량은 중력 퍼텐셜 에너지 증가량의 절반에 의한 퍼텐셜 에너지 증가량과 같다" 에서 오해가 있을 수 있는데, 물체가 낙하할 때 운동 에너지의 증가와 중력 퍼텐셜 에너지의 감소는 동일한 양으로 일어나야 합니다. 이는 에너지 보존 법칙에 따른 것입니다. 즉, 낙하하면서 물체의 중력 퍼텐셜 에너지가 감소하는 만큼, 그 에너지는 운동 에너지로 전환됩니다. 여기서 문제의 ㄷ은 운동 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지 변화량이 다르게 표현되어 있으므로 잘못된 것입니다. 낙하하는 물체의 경우, 운동 에너지 증가량은 중력 퍼텐셜 에너지 감소량과 정확히 같아야 합니다. 따라서 ㄷ은 틀린 설명입니다. 질문자의 표현대로 풀어보자면 실제로는 운동 에너지가 증가하고 중력 퍼텐셜 에너지가 감소하므로 양(+), 음(-)의 관계로 표현되어야 맞습니다. 낙하하면서 물체의 위치 에너지가 감소(-)하고, 이것이 운동 에너지로 전환되어 운동 에너지가 증가(+)하는 것입니다.
Q. 원소주기율 표는 매년 새로운 원소가 나올때마다 추가가 되는 건가요??
안녕하세요. 원소주기율표에 새로운 원소가 추가되는 과정은 자주 발생하는 일이 아닙니다. 새로운 원소가 발견되거나 합성되면, 이 원소가 공식적으로 인정받기 위한 몇 가지 과정을 거쳐야 합니다. 과학자들이 실험을 통해 새로운 원소를 합성하거나 발견했다고 가정하겠습니다. 자연에서는 발견되지 않는 매우 무거운 원소들은 입자 가속기를 사용해서 합성되곤 합니다. 다른 연구팀이 독립적으로 같은 실험을 반복하여 원소를 다시 합성이 되는지 재현성과 결과를 확인하고 검증합니다. 국제순수응용화학연합(IUPAC)이 새로운 원소의 존재와 그 특성을 공식적으로 승인합니다. IUPAC 승인 후, 새로운 원소에 대한 이름과 기호가 결정되어 주기율표에 추가됩니다. 새로운 원소가 주기율표에 추가되는 것은 매우 드문 일로, 대부분의 원소는 이미 잘 알려져 있습니다. 최근에 추가된 원소들은 주로 100번 이상의 원자번호를 가지는 초중원소들로, 이들은 실험실에서 매우 짧은 시간 동안만 존재하는 불안정한 원소들입니다. 2016년에 네 개의 원소-니호늄, 모스코븀늄, 테네신, 오가네손-가 추가되었으며, 이것이 최근의 주요 변화 중 하나입니다.
Q. 과학자들은 양자역학의 세계를 어떻게 연구하나요??
안녕하세요. 양자역학을 연구하는 과학자들은 입자 가속기를 사용하여 아주 작은 입자들을 매우 높은 속도로 가속시킨 후 충돌시킵니다. 이 충돌에서 생성되는 다양한 입자와 그들의 상호작용을 관찰함으로써, 미시세계의 법칙들을 연구할 수 있습니다. 스캐닝 터널링 현미경(STM)은 원자 단위의 정밀도로 표면을 스캔할 수 있는 기기입니다. 이를 통해 과학자들은 물질의 원자 구조를 직접적으로 이미지화하고, 원자 간의 상호작용을 연구할 수 있습니다. 이중슬릿 실험처럼 광자나 전자를 사용한 간섭 실험도 양자역학의 중요한 연구 도구입니다. 이 실험들을 통해 파동과 입자의 이중성을 연구하고, 양자 중첩 및 얽힘 같은 현상을 관찰할 수 있습니다.