에세이 과제: final
04/12/18 18:16
에세이 과제: final
- 제출 기한: 12월17일(월)
- 제출방법: 이메일 jyu@snu.ac.kr — 제목으로 "미시거시 에세이"
- 길이: A4 3쪽 이내
다음 주제 중에 하나를 선택하여, A4 3쪽 (표지 없음) 이내의 글로 작성하시오.
제시된 질문에 대해 '자신 만의 이유', 즉, "왜?"의 근거를 밝히고 이번 학기에 공부한 과학적 방법론, 즉, 관측, 이론, 실험의 피드백을 근거로 다음 주제에 대해 논하시오.
1. 주제1: 질량의 기준
- 최근 질량의 기준을 새로 정했다는 뉴스가 있었다. (https://www.vox.com/science-and-health/2018/11/14/18072368/kilogram-kibble-redefine-weight-science) 질량의 기준을 새롭게 정의한 이유는 무엇이고 어떻게 기준을 정한 것인지 살펴보자.
- '단위의 과학', '운동의 과학', '시간의 과학', 그리고 '양자의 과학'에서 살펴본 측정의 의미와 과학적 추론과 연관하여, 새로 정해진 질량 기준의 의미를 과학적 관점에서 생각해보자.
2. 주제2: 물질파
- '양자의 과학'에서 논의했던 물질파에 대해 생각해보자. 왜 하나의 물체가 입자와 파동의 성질을 동시에 갖는 것이 모순이 되는가?
- 원자 혹은 그 보다 작은 입자들의 존재를 입증하는 증거는 무엇인가? 우리 눈으로 직접 확인할 수 없는 간접적인 사실에 근거한 “원자” 혹은 “근본입자”의 존재에 대해 얼마나 확신할 수 있는가? 물체-분자-원자-핵-…. 식의 논리를 적용하면 더 작은 더 근본적인 ‘새로운’ 근본 입자를 생각할 수 있을까?
3. 주제3: "스스로 만든 문제"
- 이번 학기 강의를 통해 생긴 의문점이나 평소에 궁금한 과학적 질문을 정리해 주제를 정할 수 있습니다.
- 스스로 주제를 정하고, 그 주제에 대해 질문을 제시하고 그에 대한 본인의 생각을 정리하는 형식으로 에세이를 작성하기 바랍니다.
Comments
08-양자의 과학
25/11/18 19:54
Chap. 8 양자의 과학
Quantum World
“If successful scientific theories can be thought of as cures for stubborn problems, quantum physics was the wonder drug of the 20th century. It successfully explained phenomena such as radioactivity and antimatter, and no other theory can match its description of how light and particles behave on small scales.”
--- by Maggie McKee, NewScientist
http://www.newscientist.com/article/dn9930-instant-expert-quantum-world.html
- 강의록: 08-quantum
Homework Assignment : 8. 양자의 과학 - 미리 공부하기 (제출기한: 12월2일(일))
- 교재 ‘호기심의 과학’: 측정의 과학, pp 265-310 ("우리는 얼마나 작은 물체까지 잴 수 있을까?", "원자의 크기는 어떻게 측정할 수 있을까?", "불확정성 원리"), 양자의 과학, pp 311-378 ("물질파", "크기가 없는 점 속에 숨겨진 거대한 공간", "일상에서 접하는 거시적 양자 현상")과 관련 자료를 찾아서 공부하고, 아래 "Suggested Questions"를 참고하여 자기만의 질문을 만들어 "Comments (댓글)" 링크에 올려주기 바랍니다.
Useful Links and Further Reading:
- The Observer in Physics Double Slit Experiment and Example in Nature : YouTube - http://www.youtube.com/watch?v=iKcgStoM-j4
- MIT Lecture: Discovery of Electron and Nucleus - http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111-principles-of-chemical-science-fall-2008/video-lectures/lecture-2/
- Lyman Series - http://en.wikipedia.org/wiki/Lyman_series
- Bohr model - http://en.wikipedia.org/wiki/Bohr_model
- MIT Lecture: Wave-Particle Duality of Light - http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111-principles-of-chemical-science-fall-2008/video-lectures/lecture-3/
- MIT Lecture: Wave-Particle Duality of Matter - http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111-principles-of-chemical-science-fall-2008/video-lectures/lecture-4/
- MIT Lecture: Hydrogen Atom Energy Levels - http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111-principles-of-chemical-science-fall-2008/video-lectures/lecture-5/
Suggested Questions
- 왜 하나의 물체가 입자와 파동의 성질을 동시에 갖는 것이 모순이 되는가? 우리가 이해하는 입자(particle)와 파동(wave)의 성질로 부터 추론해 보자.
- 원자 혹은 그 보다 작은 입자들의 존재를 입증하는 증거는 무엇인가? 우리 눈으로 직접 확인할 수 없는 간접적인 사실에 근거한 “원자” 혹은 “근본입자”의 존재에 대해 얼마나 확신할 수 있는가? 물체-분자-원자-핵-…. 식의 논리를 적용하면 더 작은 더 근본적인 ‘새로운’ 근본 입자를 생각할 수 있을까?
- 하이젠베르크의 불확정성 원리와 양자역학이 현대철학에 미친 영향은 어떤 것이 있나? 입자-파동의 이중성과 불확정성 원리가 사물 또는 자연에 대한 고전적 인식의 관점에 준 변화에서 출발해서 논의해 보자.
hw2: "피타고라스 프로젝트"
25/11/18 19:44
에세이 과제 #2: "피타고라스 프로젝트”
[PDF version]- 제출 기한: 12월5일(수) 강의 시간에 제출
- 길이: A4 용지 2장 이내 — 인쇄본 제출
물 컵(유리잔)을 이용해 피타고라스가 처음 순정음을 찾을 때의 경험을 되살려 보자. 아래 그림과 같이 유리잔에 물을 적당히 담아 도-미-솔 (C-E-G) 장3화음을 만들어 보고, 그 속에 숨은 소리의 과학을 생각해보자.

- 소리의 진동수 스펙트럼을 관찰하기 위해 스마트폰 앱을 이용한다. Android Phone - Spectral Audio Analyzer ( Google Play https://play.google.com/store/apps/details?id=radonsoft.net.spectralview&hl=en) or Advanced Spectrum Analyzer PRO (Google Play - https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vuche.asap&hl=en) 또는 iPhone - SpectrumView (iTunes App Store: https://itunes.apple.com/us/app/spectrumview/id472662922?mt=8) 무료 앱을 설치한 후, 소리를 측정할 때 화면에 나타난 진동수 스펙트럼을 사진으로 저장한다.
- 각 유리잔에서 만들어진 도-미-솔 진동수 스펙트럼을 아래 그림과 같이 정리하여 보고서에 첨부한다
- 더 생각해보기:
(1) 유리잔의 물의 양과 진동수에는 무슨 관계가 있는 것일까?
(2) 유리잔 소리의 배음은 피아노와 같은 악기의 배음 구조와 다른 이유는 무엇일까? (다른 악기를 이용해 소리의 배음 구조를 살펴보자.)
(3) 주변의 소음을 관찰해보고, 소음과 음악 (또는 음성) 소리를 구분할 수 있는 이유를 생각해보자.
07-소리의 과학
21/11/18 11:54
Chap. 7 소리의 과학
Air on the G-String
Bach, Johann Sebastian, is one of the greatest composers of all time. His music combines profound expression with clever musico-mathematical feats, like fugues and cannons in which the same melody is played against itself in various ways. In this chapter, let us think about the sound played in the ‘Air on the G string’, how it works and what it implies in terms of physics.
• 강의록: 07-소리의 과학
Homework Assignment : 7. 소리의 과학 - 미리 공부하기 (제출기한: 11월25일(일))
- 교재 ‘호기심의 과학’: 소리의 과학, pp 235-264 ("파장으로 보고, 진동수로 듣는다", "소리는 파동의 겹침")과 관련 자료를 찾아서 공부하고, 아래 "Suggested Questions"를 참고하여 자기만의 질문을 만들어 "Comments (댓글)" 링크에 올려주기 바랍니다.
Useful Links and Further Reading:
- How Sound Waves Work - http://www.mediacollege.com/audio/01/sound-waves.html
- UCSC Electronic Music Studios, Tech Essays - http://artsites.ucsc.edu/ems/music/tech_background/tech_background.html
- How the ear works (YouTube) - http://www.youtube.com/watch?v=ahCbGjasm_E
- Cochlea Model (YouTube) - http://www.youtube.com/watch?v=HgZURbqJPUo&feature=fvwrel
- How Sound is Transferred to the Inner Ear (YouTube) - http://www.youtube.com/watch?v=L4F4zaRqQdk&feature=related
- How We Hear Different Pitches (YouTube) - http://www.youtube.com/watch?v=Id-LO_7e9BI&feature=relmfu
- Vibration, from Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Vibration
- MIT Physics Lecture: Vibrations and Waves - http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-03-physics-iii-vibrations-and-waves-fall-2004/video-lectures/
- Simple Harmonic Motion - http://www.youtube.com/watch?v=SZ541Luq4nE
- Standing Wave - http://www.youtube.com/watch?v=_S7-PDF6Vzc
- Fourier series, from Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_series
- Fourier Methods - http://www.arachnoid.com/sage/fourier.html
- MIT Lectures - Introduction to Fourier Series; Basic Formulas for Period 2(pi) - http://videolectures.net/mit1803s06_mattuck_lec15/
- MIT Lectures - Continuation: More General Periods; Even and Odd Functions; Periodic Extension - http://videolectures.net/mit1803s06_mattuck_lec16/
Suggested Questions
- Why do things vibrate?
- What is sound and how does it travel?
- How is the sine wave connected to a circular motion?
- Why do waves interfere each other?
- What is a Fourier series?
- How is music stored in the mp3 file?
- 순정음과 평균율의 차이는 무엇인가? 평균율을 도입하게된 이유는?
06-빛의 과학 II
05/11/18 15:42
Chap. 6 빛의 과학 II
Time in Physics
“Time in physics is defined by its measurement: time is what a clock reads. It is a scalar quantity and, like length, mass, and charge, is usually described as a fundamental quantity. Time can be combined mathematically with other physical quantities to derive other concepts such as motion, kinetic energy and time-dependent fields. Timekeeping is a complex of technological and scientific issues, and part of the foundation of recordkeeping.”
— From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Time_in_physics#Regularities_in_nature
• 강의록: 06-빛의 과학 II
Homework Assignment : 6. 빛의 과학 II (시간) - 미리 공부하기 (제출기한: 11월13일(화))
- 교재 ‘호기심의 과학’: 빛의 과학, pp 206-234 ("움직이는 시계는 느리게 간다", "GPS의 위치는 시계가 결정한다")과 관련 자료를 찾아서 공부하고, 아래 "Suggested Questions"를 참고하여 자기만의 질문을 만들어 "Comments (댓글)" 링크에 올려주기 바랍니다.
Useful Links and Further Reading:
- Special Relativity: What Time is it? by Michael Fowler – http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/lectures/srelwhat.html
- Light clock - https://simple.wikipedia.org/wiki/Light_clock (http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/lightclock.swf)
- MIT Open Courseware: Measurements of Space and Time, by Walter Lewin - MIT - https://cosmolearning.org/video-lectures/measurements-space-time-2/
- MIT Open Courseware: Lecture 35: Doppler Effect and The Big Bang by Walter Lewin – https://cosmolearning.org/video-lectures/doppler-shift-stellar-dynamics-2/
- The twin paradox: Is the symmetry of time dilation paradoxical? – http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module4_twin_paradox.htm
- TED Lecture - The fundamentals of space-time: Part 1 - Andrew Pontzen - http://www.youtube.com/watch?v=ScdLqAA_64E
Suggested Questions
- "2. 단위의 과학"에서 빛의 속력이 일정하다는 원리에 근거해 길의 단위를 정했다고 했는데, 이 결과는 시간과 공간에 대한 개념을 어떻게 바꿔었나?
- 예술가의 음악, 미술 작품 속에 표현된 시간의 개념과 과학적 시간의 개념은 얼마나 다른 것일까?
- 시간의 시작점은 존재하는 것일까? 강의에서 언급된 논점을 비판적으로 생각해 본다면?
- 휘어진 공간과 느리게 가는 시간은 우리의 ’직관’과 어떤 면에서 배치되는가?
- ‘빛으로 가는 시계’ 보다 더 “좋은” 시계를 찾을 수 있을까? 다른 종류의 시계의 장단점을 논의해 보자.