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평창수2016.10.19 09:04조회 수 357댓글 9

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. (by sj0217) 컴플라이언스 가 뭔가요?? (by 중도박이)

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  • 만유인력입니다
  • @사하라이야기
    농담도...;; 질문한사람이 믿겠어요;;
  • @고대유물
    농담이 아니라;; 실제로 원자핵과 전자사이는 2가지 힘(전자기력과 만유인력) 이 존재합니다. 물론 전자기력이 훨씬 큰영향을 미치지만 만유인력 역시 존재합니다.
  • 잘 모르시면 센스 있게 검색을 해보신 후 댓글을 써주시는 게 다른 분들에게도 혼선을 주지 않고 이 게시물에 도움을 주시는 방법이라 생각됩니다
  • @사하라이야기
    그러면 전자기력이라 해야죠
  • @사하라이야기
    아 확실히 보어나 러더퍼드의 원자모형에는 만유인력이 존재하겠네요. 미세하게나마ㅜㅜ근데 러더퍼드의 원자모형은 그 상태를 유지하는 안정성때문에 한계를 가지고 있어서 현대에는 전자구름모형이 나왔어요
  • @고대유물
    조금만 알아보시면 아실텐데 구글링하실 용의가 없어보여 말씀드립니다.

    자연에 존재하는 모든 물질은 원자들의 모임으로 구성되었는데, 원자는 다시 중앙에 원자핵이 있고 그 주위에 전자들이 있다. 원자핵은 + 전하를 지니고 있고 전자는 - 전하를 지니고 있다. 그런데 어떤 원자든 원자핵이 지닌 + 전하와 그 원자에 속한 - 전하의 합은 정확히 영이다. 그래서 원자를 원자 외부에서 보면 전기적 중성으로 보인다.
    원자가 전기적으로 중성이기 때문에 지상에서 보는 모든 물체나 별 등 원자들이 모여서 이룬 거시적인 물체는 모두 전기적으로 중성이다. 그래서 거시적 물체는 오로지 만유인력 상호작용에 의해서 그 구조가 형성된다. 다시 말하면 만유인력 때문에 거시세계가 지금 우리가 보는 거시세계처럼 만들어지게 되었다. 태양 주위를 회전하는 행성들로 구성된 태양계가 지금과 같은 태양계의 모습을 갖는 것은 만유인력 때문이다. 만유인력 법칙이 지금과 조금 달랐다면 태양계의 모습도 지금과 다를 수 있다. 그 뿐 아니라, 수많은 별들이 모인 은하가 은하의 형태를 취하는 것도 만유인력 때문이며 은하들이 모여 이룬 현재의 우주가 이 모양을 갖는 것도 만유인력 때문이다.
    이에 반하여, 원자 내부의 세계에서 만유인력은 별 영향을 미치지 못한다. 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있다. 원자핵과 전자도 질량을 지니고 있으므로 그들 사이에 만유인력도 작용하지만 만유인력의 세기는 전하들 사이에 작용하는 전기력에 비하여 무척 약하다. 백만 분의 일이나 천만 분의 일 정도 약한 것이 아니라 대략 10의 40제곱 분의 1 정도로 약하다. 그래서 원자 내부 세계는 오로지 전기력이 지배한다. (물리학자들은 만유인력이 지배하는 거시세계에 대하여 전기력이 지배하는 원자 내부 세계를 미시세계라고 부른다.) 전기력이 원자를 지금의 원자 모양으로 만들어 놓았다. 전기력이 어떻게 결정되는지는 프랑스의 물리학자 쿨롱이 실험으로 알아내었고 지금은 쿨롱의 법칙으로 불리는데 이 법칙은
    두 전하 사이에는 두 전하의 크기의 곱에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘이 작용한다. 이 때 두 전하 크기의 곱이 영보다 크면 척력이 영보다 작으면 인력이 작용한다.
    라고 말한다. 만일 전기력을 정해주는 쿨롱의 법칙 형태가 지금과 조금이라도 달랐다면 원자가 지금과 다른 모습으로 만들어 졌을 수도 있다.
    자연에 존재하는 기본 상호작용이 만유인력과 전기력 뿐이라고 생각하던 시절인 20세기 초에 영국의 실험물리학자 러더포드는 원자핵을 발견하였다. 원자의 대부분은 빈 공간이다. 그리고 원자 질량의 99.9 % 이상은 원자 중심부의 아주 작은 영역인 원자핵에 모두 모여있다. 그래서 만일 지구를 구성하는 모든 원자에 빈 공간이 하나도 없도록 지구를 짜그러 뜨린다면 지구를 바느질하는데 손가락에 끼는 골무 만하게 만들 수도 있다. 원자핵 내부에는 + 전하를 지닌 양성자와 전기적으로 중성인 중성자가 들어있다. 양성자와 중성자는 전기적 성질만 제외한다면 모든 면에서 똑같은 쌍둥이 입자이다. 그래서 양성자와 중성자를 한꺼번에 핵자라고도 부른다.
    단 한개의 양성자가 수소의 원자핵 역할을 하지만 수소보다 더 큰 원자의 원자핵에는 그 원자의 원자번호와 같은 수의 양성자가 들어있다. 원자핵 안에 들어있는 양성자들 사이에 작용하는 전기력은 무척 큰 척력이다. 쿨롱의 법칙의 분모에 나오는 두 전하 사이의 거리가 거의 영에 가깝기 때문이다. 그런데도 양성자들을 그렇게 좁은 원자핵 내부에 붙잡아 두려면 양성자들 사이에 전기력보다 더 센 다른 인력이 작용하지 않으면 안된다. 원자핵의 발견으로 만유인력과 전기력이 아닌 제3의 힘이 존재하여야만 한다고 생각하게 되었다. 이 힘을 핵력이라고 부른다. 핵력은 양성자들 사이에서뿐 아니라 중성자들 사이 그리고 양성자와 중성자 사이에서 즉 핵자들 사이에서 서로 잡아당기는 인력으로 작용한다.
    핵력에 대해 두가지 의문을 품을 수 있다. 하나는 핵력이 그렇게 강하다면 왜 우리 주위에서 흔히 경험할 수 없었을까 하는 점과 과연 핵력이 새로운 기본힘일까 하는 점이다. 첫번째 의문의 답은 핵력이 신통하게도 매우 짧은 거리에서만 작용하기 때문이다. 두 핵자 사이의 거리가 1미터의 10의 15제곱분의 일보다 더 가까운 거리에서만 핵력이 작용하고 그보다 더 먼거리에서는 핵력이 작용하지 않는다. 두번째 의문에 대한 해결은 역사적으로 좀 복잡하다. 극히 최근까지도 학자들은 핵력을 기본힘이라고 생각하였다. 일본의 유명한 물리학자 유가와는 바로 이 핵력에 대한 이론을 발표하여 노벨상을 받았다. 그런데 최근에 핵력은 기본 상호작용이 아님을 알게되었다.
    비슷한 일이 원자와 원자가 결합하여 분자를 이루고 분자들이 모여 물질을 이루는데서도 벌어진다. 분자와 분자를 결합하는 힘은 반데발스 힘이라고 알려져 있는데 이 힘은 두 분자 사이의 거리의 6제곱 또는 12제곱에 반비례하는 아주 약한 힘이다. 그렇지만 반데발스 힘은 새로운 기본힘이 아니고 분자 사이의 전기력을 그 근원으로 한다. 비록 분자 전체로는 전기적으로 중성이지만 분자 내부에 전하가 분포되어 있는 모습이 균일하지 않기 때문에 두 분자 사이에 약한 전기력이 작용하며 이 힘이 분자들을 서로 결합하게 만든다.
    19세기 초 까지도 원자는 절대로 쪼갤 수 없는 기본 입자라고 믿었다. 원자를 뜻하는 atom 은 그리스어로 절대로 쪼갤수 없는 입자라는 뜻이다. 그런데 원자들을 원자번호 순으로 나열해 보니 원자의 성질이 규칙적으로 바뀌어 동일한 성질을 갖는 서로 다른 원자가 반복적으로 출현함을 알게되었다. 이것이 원자의 주기율표이다. 원자 번호 중 비어있는 새로운 원자를 찾아내는데 이 주기율표가 유용하게 이용되었다. 찾고자 하는 원자의 성질을 미리 예상할 수 있었기 때문이다. 이렇게 규칙적으로 비슷한 원자가 존재한다는 것은 원자 하나 하나가 기본이 되는 입자가 아니고 원자 내부가 더 기본이 되는 입자로 구성되어 있다는 것을 암시한다. 실제로 원자의 성질이 이렇게 규칙적으로 바뀌는 것은 원자에 포함된 전자들의 수 때문임을 알게 되었다. 그리고 이제 우리는 원자가 전자와 양성자 그리고 중성자로 이루어져 있음을 잘 알고있다.
    20세기 전반부에 전자와 양성자 그리고 중성자를 발견한 뒤 사람들은 이들 입자들을 더 쪼개보고 싶었다. 절대로 쪼개지지 않으리라고 생각한 원자를 쪼갤 수 있었다. 무엇이든 계속 쪼개어 나가는 것은 아주 흥미로운 일이었다. 그래서 양성자를 쪼갤 수 있을 정도로 양성자를 때려주니 중성자와 양성자(전자의 반입자로 전자의 전하와 똑같은 크기의 + 전하를 지닌 입자)로 바뀌었다. 이것은 양성자가 중성자와 양전자로 구성되어 있음을 의미하는 것 같았다. 그런데 중성자를 충분히 세게 때려주었더니 이번에는 양성자와 전자로 바뀌는 것이었다. 이것은 중성자가 양성자와 전자로 구성되었음을 의미할 수 밖에 없었다. 양성자는 중성자와 전자로 구성되어 있고 다시 중성자는 양성자와 전자로 구성되어 있다는 결과는 논리적으로 맞지 않는다. 유일한 결론은 이들 입자들이 서로 돌아가며 변환한다는 것이다. 그래서 사람들은 이제 더 이상 쪼갤 수 없는 입자에 도달하였다고 믿게 되었고 그런 의미에서 양성자와 중성자 그리고 전자를 한꺼번에 소립자라고 불렀다. 여기서 '소'는 작다는 의미가 아니고 기본이라는 의미의 '素'자이며 영어로는 elementary particle 이라고 부른다. 그래서 자연에 존재하는 가장 기본되는 입자가 바로 이들 소립자라고 생각하는 시기가 있었다.
    이런 생각이 1960년대 초반까지 계속되었다. 그렇지만 이야기는 여기서 끝나지 않았다. 미국과 유럽에서 입자를 가속시키는 거대한 실험장치가 건설되어 인위적으로 새로운 소립자들이 만들어지게 되었다. 이 새로운 소립자들은 수명이 1초의 10의 20제곱분의 1 정도밖에 안될 정도로 매우 짧았지만 물리학자들은 이러한 소립자들의 성질을 충분히 자세히 알아낼 수가 있었다. 그리고 소립자의 수가 수백 개에 이를 정도로 많아졌다. 더욱 재미있는 것은 이들 소립자들을 나열하면 성질이 비슷한 것끼리 묶을 수 있다는 점이다. 소립자에도 원자에서 주기율표에 해당하는 표를 만들 수가 있었던 것이다. 이것은 소립자를 구성하는 더 기본저인 입자가 존재함을 말해주는 증거가 된다.
    1960년대 중반에 인도 출신인 미국 물리학자 겔만은 양성자와 중성자 같은 성질의 소립자가 세개의 쿼크라고 불리는 더 기본되는 입자로 구성되어 있다면 그동안 관찰된 소립자의 규칙적인 성질을 설명할 수 있다고 제안하였다. 그리고 쿼크가 소립자의 구성입자가 되려면 쿼크는 질량이나 전하와 같은 고유한 성질 이외에도 다른 성질을 더 지니고 있어야만 되었다. 그 뿐 아니라 질량은 한가지 종류, 전하는 두가지 종류로 나뉘는데 반하여 이 다른 성질은 세가지 종류로 나뉘어야만 되었다. 세가지 종류로 나뉘는 이 성질의 이름으로 마땅한 것이 바로 생각나지 않을 법하다. 그런데 이 경우에 사용하기에 딱 알맞는 것이 있는데 그것이 바로 빛의 삼원색이다.
    두가지 종류로 나뉘는 전하의 경우 두 종류가 같은 양으로 섞여 있으면 전기적으로 중성임을 나타내기 위해 + 전하와 - 전하로 구별하는 것이 아주 그럴듯하였다. 쿼크가 지닌 이 성질로 양성자와 중성자 외부로는 전혀 나타나지 않는다. 빛의 삼원색은 세 종류가 알맞게 섞이면 백색이 된다. 그래서 쿼크가 지닌 이 세가지 종류로 나뉘는 성질의 이름을 색이라고 부르며 빛의 삼원색을 따서 빨강쿼크, 초록쿼크, 파랑쿼크 등으로 구별한다. 양성자나 중성자를 이루는 쿼크에는 이들 삼원색이 잘 섞여 들어있어서 이들 외부에서는 색을 전혀 지니지 않은 것처럼 보인다. 그리고 이들 색 사이의 상호작용을 강상호작용 또는 강력이라고 부르며 이것이 자연에 존재하는 세번째 기본 상호작용이다. 강력은 오로지 양성자나 중성자와 같은 소립자 내부에서만 작용하며 이들 소립자의 구성을 책임진다. 이러한 소립자 내부 세계를 앞에서 설명한 거시세계와 미시세계에 이어 극미세계라고 부르자.
    자연에서 변화가 일어나면 그것은 상호작용이 동작함을 알려주는 증거가 된다. 또는 상호작용이 없다면 아무런 변화도 일어날 수 없다고 말할 수도 있다. 그리고 주어진 상호작용이 일으킬 수 있는 변화는 미리 정해져 있다. 예를 들어, 밤하늘에 수퍼노바라고 불리는 신성이 출현한다면 그것은 만유인력 상호작용이 작용했음을 알려준다. 각종 화학 반응은 전기 상호작용이 동작한 결과이다. 수명이 아주 짧은 소립자가 수명을 다하고 다른 입자로 바뀌는 것은 강상호작용의 동작으로 일어난다.
    그런데 19세기말 방사능 원소에서 저절로 나오는 알파선과 베타선 그리고 감마선 중에서 베타선은 지금까지 설명한 세 기본 상호작용으로는 설명할 수가 없다. 이들 방사선은 모두 원자핵에서 나오는 것이다. 처음에는 무엇이 나오는줄 몰라서 그리스 문자의 처음 세개를 따 알파, 베타, 감마로 이름을 지었지만 지금은 이들 방사선의 정체가 무엇인지 잘 알고있다. 알파선은 원자핵 속에 들어있던 양성자 두개와 중성자 두개가 모두 단단히 결합하여 함께 나오는 것이다. 이것은 바로 헬륨 원자의 원자핵과 같다. 베타선은 전자의 흐름이며 감마선은 진동수가 매우 큰 전자기파이다. 여기서 문제는 원자핵 내부에 전자가 들어있을 수 없다는 사실이다.
    방사능 원소에서 베타선이 방출되는 것은 원자핵에 포함되어 있던 중성자가 저절로 양성자와 전자로 바뀐 다음 원자핵에 남아있을 수 없는 전자가 원자핵 바깥으로 나오기 때문이다. 그런데 중성자가 저절로 양성자와 전자로 바뀌는 현상을 만유인력 상호작용이나 전기 상호작용 또는 강상호작용으로 설명할 수가 없다. 그래서 이 현상은 자연에 또다른 기본 상호작용이 존재함을 알려준다. 이 네번째 기본 상호작용을 약력 또는 약상호작용이라고 부른다. 물리학자들은 베타선 말고도 약상호작용이 동작하여 일어나는 현상을 많이 알고있으며 이 약상호작용에는 다른 기본 상호작용이 지니지 않은 많은 특별한 성질을 지니고 있음을 알고있다. 그러나 약상호작용에 대해서는 아직 모르는 것이 더 많으며 현재 물리학자들이 가장 활발하게 연구하고 있는 분야 중에서 하나이다.
    이와같이 기본 상호작용이란 물질이 지닌 기본 성질 사이에 작용하는 상호작용으로 현재 우리가 알고있는 자연에 존재하는 기본 상호작용은 네가지로, 만유인력, 전기력, 강력, 약력이 있다. ~
  • @사하라이야기
    잘조사 하셨네요...
    만유인력도 작용하지만 만유인력의 세기는 전하들 사이에 작용하는 전기력에 비하여 무척 약하다. 백만 분의 일이나 천만 분의 일 정도 약한 것이 아니라 대략 10의 40제곱 분의 1 정도로 약하다.
    라고 님이 조사한자료에 적혀있는데 질문에 만유인력이라 답하는게 옳은건가요??
  • @고대유물
    그점에 대해서는 죄송합니다. 전자기력이 너무나도 당연한 기초라고 생각되어, 당연히 아실거란 어림짐작에 스스로 간과를 한부분이 있었던것같습니다.
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