공통과학

단원Ⅲ 힘

김 종 찬

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김 종 찬

2-1 수면파2-2 음파 2-3 전자기파

(Christian Huygens, 1629~1695)

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87 쪽 3. 파동의 에너지와 그이용3-1. 파동 1) 이용 : ㉠ 라디오 , TV, 핸드폰 : 전자기파 이용 ㉡ 파력 발전기 : 수면파 이용 ㉢ 초음파 가습기 : 초음파와 물분자의

공진을이용하여 가습 ㉣ 전자 렌지 : 전자기파와 물분자의

공진을 이용하여 음식을 이용

[ 자료해석 ] 물의 깊이와 수면파의 속력

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3-2 소리의 기록 1) 소리의 기록 : 소리 신호를 전기

신호로 바꾸어야 가능 ㉠ 녹음기 : 녹음 ㉡ 컴퓨터모니터 : 음파 형태로 확인 ㉢ 수화기 : 상대방에게 전달

2) 마이크로폰 (microphone) : 전화나 라디오등의 송화기와 같이 음파를 음성 전류 ( 전기 신호 ) 로 바꾸는 장치

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연구 13) ㉠ 종류 : 다이나믹형 , 콘덴서형 ,

리본형 , 세라믹형 ⓐ 다이나믹형 ; 음압에 의해 진동판 진동 → 자석표면의 코일 진동 → 유도 전류 생성 ⓐ 콘덴서형 ; 음압에 의해 진동판 진동 → 고전 전극과 진동판 사이 변화 → 콘덴서 용량 변화 → 콘덴서 양극의 전위 변화

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3-3 음파를 이용한 탐사 1) 음파를 이용한 탐사 : 파동의 반사와 굴절 이용 ⓐ 해저 지형 조사 및 깊이 측정 ⓑ 지하구조 조사 ⓒ 어군 탐지2) 연구 14 위치 : 초음파가 돌아 오는 시간 크기 : 초음파의 세기로 예측

x

[ 자료 해석 ] 바다의 깊이 측정

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1. 실험 목표 : 파동을 이용하여 거리를 측정하는 방법을 알아본다 .

2. 과정 1) B 신호는 A 신호가 바다 밑 바닥에서

반사되어 오는 신호이므로 약하다 . 2) 3 초 - 왕복시간 3) 거리 = (1530×3)/2=2295m3. 정리 : 해수의 온도와 밀도차에 의한

음파의 굴절 , 음파의 회절에 의한 오차 발생

[ 자료 해석 ] 바다의 깊이 측정

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3-4 초음파를 이용한 산업 1) 초음파

초저주파 음파 초음파20Hz 20,000Hz

2) 초음파의 특성 ⓐ 직진성과 투과성이 강함*** 박쥐 : 13500Hz 의 초음파 발사

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3) 이용 ⓐ 초음파 진단 : 태아의 위치 , 심장

박동 , 장기 모습 촬영

ⓑ 초음파 수술 : 담석이나 결석 파괴 ⓒ 초음파 세척 ; 물체 표면 손상없이

불순물 닦아내는 데 이용 ⓓ 기타 : 잠수함 추적 , 어군 탐지 ,

가습기 , 비파괴 검사 등에 이용

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3-5 빛과 전자기파의 이용 1) 빛 : 전파보다 파장이 짧은 전자기파 2) 광통신 : 광섬유와 전반사를 이용 ⓐ 원리 : 임계각 이하로 빛을

입사시키면 전반사가 일어남 ⓑ 임계각 : 굴절각이 90° 가 되어 굴절

광선이 매질의 경계면을 향하게 되는 입사각

 

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④ 전반사 : 입사각이 임계각 이상이 될 때 매질 경계면에서 빛이 전부 반사되는 현상

42˚ 42˚

90˚반사 100%

50˚ 50˚

전반사

반사 100%

반사광선

입사각반사각 굴

절광선

임계각

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3) 적외선 : 눈에는 보이지 않지만 모든 물체는 가시 광선의 빨강색보다 파장이 긴 적외선을 방출

㉠ 적외선 사진 촬영 ㉡ 야간에 물체를 식별할 때 4) X 선 : 파장이 짧아 투과력이 강함 - 인체 내부 사진 촬영 5) γ 선 : X 선 보다 투과력이 강 - 살균

소독 , 암치료에 이용

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[ 연구 15] 심하게 휘어진 광섬유에 입사한 빛은 경계면에서 임계각보다 작은 각으로 입사해 전반사가 일어나지 않을 수 있다 .

- 광섬유가 가늘수록 입사각이 커져 전반사가 일어남 .

[ 물음 12] 마이크로웨이브파의 공진 현상을 이용 - 음식물 내의 물분자( 극성 분자 ) 가 마이크로 웨이브파를 흡수하여 공진하면서 분자 운동이 활발해져 뜨거워짐

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87 쪽 3. 파동의 에너지와 그이용3-1. 파동 1) 이용 : ㉠ 라디오 , TV, 핸드폰 : 전자기파 이용 ㉡ 파력 발전기 : 수면파 이용 ㉢ 초음파 가습기 : 초음파와 물분자의

공진을이용하여 가습 ㉣ 전자 렌지 : 전자기파와 물분자의 공진을

이용하여 음식을 이용 3-2 소리의 기록 1) 소리의 기록 : 소리 신호를 전기 신호로

바꾸어야 가능 ㉠ 녹음기 : 녹음 ㉡ 컴퓨터모니터 : 음파 형태로 확인 ㉢ 수화기 : 상대방에게 전달 2) 마이크로폰 (microphone) : 전화나

라디오등의 송화기와 같이 음파를 음성 전류( 전기 신호 ) 로 바꾸는 장치

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3-3 음파를 이용한 탐사 1) 음파를 이용한 탐사 : 파동의 반사와 굴절

이용 ⓐ 해저 지형 조사 및 깊이 측정 ⓑ 지하구조 조사 ⓒ 어군 탐지 3-4 초음파를 이용한 산업 1) 초음파 2) 초음파의 특성 : 직진성과 투과성이 강함*** 박쥐 : 20~135kHz 의 초음파 발사3) 이용 ⓐ 초음파 진단 : 태아의 위치 , 심장 박동 ,

장기 모습 촬영 ⓑ 초음파 수술 : 담석이나 결석 파괴 ⓒ 초음파 세척 ; 물체 표면 손상없이 불순물

닦아내는 데 이용 ⓓ 기타 : 잠수함 추적 , 어군 탐지 , 가습기 ,

비파괴 검사 등에 이용

초저주파 음파 초음파20Hz 20,000Hz

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3-5 빛과 전자기파의 이용 1) 빛 : 전파보다 파장이 짧은 전자기파 2) 광통신 : 광섬유와 전반사를 이용 ⓐ 원리 : 임계각 이하로 빛을 입사시키면 전반사가

일어남 ⓑ 임계각 : 굴절각이 90° 가 되어 굴절 광선이 매질의

경계면을 향하게 되는 입사각 

ⓒ 전반사 : 입사각이 임계각 이상이 될 때 매질 경계면에서 빛이 전부 반사되는 현상

42˚ 42˚

90˚반사 100%

50˚ 50˚

전반사

반사 100%

반사광선

입사각반사각 굴

절광선

임계각

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3) 적외선 : 눈에는 보이지 않지만 모든 물체는 가시 광선의 빨강색보다 파장이 긴 적외선을 방출

㉠ 적외선 사진 촬영 ㉡ 야간에 물체를 식별할 때 4) X 선 : 파장이 짧아 투과력이 강함 - 인체 내부 사진 촬영 5) γ 선 : X 선 보다 투과력이 강 - 살균 소독 ,

암치료에 이용