이것이 국어닷!

보어의 원자 모형

- 수소 원자의 선 스펙트럼을 보면 몇 개의 선이 불연속적으로 나타남(하단 웹 사이트 참조)

- 보어는 1913년 이를 설명하기 위해 원자모형을 제안함

해당 원자 모형을 살펴보면

1) 원자핵 주위의 전자는 특정한 에너지를 가진 몇 개의 원형 궤도를 따라 빠르게 원운동하고, 이 때의 전자의 궤도가 전자 껍질. 따라서 일정한 궤도를 돌고 있는 전자는, 그 전자 껍질에 해당하는 에너지 값(준위)을 가짐

2) 1)에서의 전자가 다른 전자 껍질로 이동을 하면 두 전자 껍질의 에너지 차이만큼 에너지를 흡수하거나 방출함.

△ 더 높은 에너지 값(준위)의 전자 껍질로 이동 = 에너지 흡수

▽ 더 낮은 에너지 값(준위)의 전자 껍질로 이동 = 에너지 방출

☞ 바닥상태 = 원자가 가장 낮은 에너지를 가지는 안정한 상태

☞ 들뜬상태 = 바닥 상태보다 더 높은 에너지를 가지는 전자 껍질에 존재하는 상태

예) 수소 원자의 바닥상태는 전자가 원자핵과 가장 가까운 전자 껍질(K)에 존재할 때. 만약 여기서 수소 원자가 에너지를 흡수하면 전자는 더 높은 에너지 값(준위)의 전자 껍질로 이동하고 들뜬 상태가 됨.

◇ 참고 웹사이트

http://study.zum.com/book/13102

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1099399&cid=40942&categoryId=32248

◇ 관련 교과 - 화학I 원자의 구조

 - 참고 EBS : http://www.ebsi.co.kr/ebs/lms/player/retrieveLmsPlayerHtml5.ebs?sbjtId=S20190000861&lessonId=LS000000242496&lecGbn=V500&previewYn=Y&useIndexList=Y&playerSelect=html5&pageType=new

#다이너모 이론

- 자구 자기장 설명 모델

- 발전기를 돌릴 때 유도 전류가 발생해 자기장이 생기는 원리와 비슷하다는 이론

  ○ 다이너모: 발전기와 비슷한 장치

- 과정

 1. 액체상태인 외핵은 철과 니켈로 구성되어 있는데, 상부와 하부의 온도 차이가 있어 대류가 발생

 2. 철과 니켈이 움직임에 따라 유도 전류가 발생하며, 이 때문에 외핵 내부에 자기장이 형성

 3. 지구 자전으로 외핵의 물질이 원운동하여 다시 유도전류가 발생해 지구 자기장 형성

☆ 2020학년도 EBS 수능특강 독서(과학06) p.141 참고

◇참고 웹사이트

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3536962&cid=60217&categoryId=60217 http://study.zum.com/book/14737

#서브스톰

- 자기장의 ‘꼬리’로부터 지구 자기권에 저장된 태양풍 에너지가 폭발적으로 방출되어 나타나는 현상

- 오로라 형성 과정 by 서브스톰

  ① 지구 자기장에서 태양쪽 부분들은 자기 꼬리로 휩쓸려 가거나, 끊어지게 됨. 

  ② 자기꼬리에서 자기압력이 증가하면서 중성지점이 형성될 때까지(자기력선이 재결합할 때까지) 플라스마 판을 누름.

  ③ 중성지점 안에서는 자기 재결합이 일어남

  ④ 이때 지구 쪽으로 가는 자기력선이 발생되며 플라스마 입자들을 가속시킴. 

  ⑤ 이 입자가 극지방의 고층대기와 상호작용하는 것이 오로라.

- ‘부폭풍’이라고도 불리며, 이는 일반적으로 ‘storm’이라 불리는 지자기 폭풍보다 훨씬 작은 규모이기 때문

 □ 지자기 폭풍은 비교적 드물며, 며칠에 걸쳐서 일어나며 전 지구 어디에서나 관측 가능하나, 서브스톰은 비교적 자주 발생하고 주로 극지방에서만 수 시간 동안만 나타남. 또한 지자기 폭풍은 많은 양의 이온을 외부 복사대로 유입시키지만 서프스톰은 많이 유입시키지 않음

◇참고 웹사이트

https://www.youtube.com/watch?v=JZcSEdz54k0

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EC%98%A4%EB%A1%9C%EB%9D%BC%EC%9D%98-%EB%B9%84%EB%B0%80-%ED%92%80%EB%A0%B8%EB%8B%A4

https://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wsubstrm.html

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5647452&cid=62801&categoryId=62801

#태양풍

- 태양에서 불어오는 바람 = 플라스마 입자의 강력한 흐름

- 약 200~750km/s

- 평소에도 지구를 향해 불어오며, 플레어 등 태양 활동이 강하게 발생할 경우 지구 자기장을 교란시켜 문제가 발생하기도 함(예: 1989년 캐나다 퀘벡 지역의 전기망 마비)

※ 플라스마: 고체, 액체, 중성 기체와 구별되는 물체의 또 다른 상태(일명 제4의 물질 상태) => 전기를 띤 기체

 - 열운동이 증가하면 고체는 녹은 뒤 증발(중성 기체)하고, 여기서 온도가 더 올라가면 분자들이 원자로 쪼개지고  원자는 다시 전자를 잃게 되어 전하 입자의 구름, 즉 플라스마를 형성함

 - 기체상태를 뛰어넘어 전자, 중성입자, 이온 등 입자들로 나누어진 상태로 전하 분리도가 상당히 높지만 음과 양의 전하수는 같아 중성을 띰. 

 - 기체와 플라스마 차이: 플라스마는 기체와 달리 전기를 잘 전도시키며, 어떤 종류의 복사도 잘 흡수하며, 전기장과 자기장으로 움직여지고 모양과 배열형태를 변형시킬 수 있음

 - 태양의 중심은 고온 플라스마. 저온상태에서도 원자에 고에너지 입자나 빛을 쪼여서 플라스마 생성 가능

    예) 성냥으로 만드는 플라스마 : 

      https://www.youtube.com/watch?v=aiiAKOehpXs&feature=youtu.be&t=124

        포도로 만드는 플라스마 : 

     http://www.thedailypost.kr/news/articleView.html?idxno=66887

          ※ 집에서 절대 따라하지 말 것! 위험함!!          

   - 플라스마와 일상생활: 형광등, 네온가스관(네온광고), 거리의 증기 가로등, 자기유체역학 발전기 등

  참고:

 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5753028&cid=62801&categoryId=62801

※ 일렉트릭 세일: 태양풍을 에너지원으로 삼는 추진체계 - 나사 연구중

  참고:

 https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_sail

◇참고 웹사이트

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5647378&cid=62801&categoryId=62801

#지구자기장(=지자기장)

- 지구가 방출하는 자기장

- 지구의 보호막. 태양풍 등을 막아내는 역할 또한 함

  → 만약 지구자기장이 없다면 지구대기에 바로 들어와 오존층을 전부 파괴해 자외선이 전부 들어와 죽은 별이 될 듯

   관련: 밴 앨런대 - 태양풍 중 일부가 지구 자기장에 붙잡혀 남북으로 왕복 운동하는 영역

       참고:

 https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%B4_%EC%95%A8%EB%9F%B0%EB%8C%80

- 나침반으로 동서남북을 찾을 수 있는 이유 = 지구 자체가 하나의 거대한 자석의 역할을 함

 단) 지구의 자극은 지리학적 극과 일치하지 않고 멀리 떨어져 있음. 

  예) 자기적 북극은 지리학적 북극에서 1800km 가량 떨어진 캐나다 북부 허드슨 만 근처에 위치. 남극은 호주 남부

- 지구 자체가 자성을 갖는 이유는 아직 명확히 밝혀지진 않지만 ‘다이너모 이론’이 가장 타당성을 얻는 중(밑 참고)

- 지구자기장은 과거의 오랜 지질시대를 거치며 변화함 

  → 지층들의 자기적 성질 분석을 통해 알 수 있음

    예) 융융된 자성물질들이 열운동에 의해 무질서한 상태로 있다가 식으면서 화성암이 될 때 지구자기장 방향 기록

    관련: 지구자기장 역전현상 - 지구자기장의 자기 방향이 역전하는 현상. 북극과 남극이 바뀌는 것

  - 지난 500만년 동안 적어도 20번 이상 방향이 바뀜. 가장 최근은 70만년 전. 상당히 불규칙적

  - 30일 만에 변할 정도로 빠르게 변화도 가능 

        참고:

 https://www.nature.com/articles/374687a0

- 지구표면에서의 자기장의 크기는 매우 작음 → 약 25~65 마이크로테슬라(우리나라는 40 마이크로테슬라 정도)

  □ 막대자석이 만드는 자기장(0.05 ~ 1테슬라)의 수백분의 1 정도

덧) 인간도 지구자기장을 느낀다

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=27013

◇참고 웹사이트

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3571859&cid=58947&categoryId=58981

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3537280&cid=60217&categoryId=60217

https://astro.kasi.re.kr/learning/pageView/5139