2020. 5. 13. 13:28 EBS 2021 수능특강 참고자료
과학기술10 - 초음파, 소나, 압전소자
#초음파
* 초음파: 가청진동수(인간이 들을 있는 소리가 가지는 진동수 – 20 ~ 20,000Hz)보다 높은 진동수를 갖는 소리
- 파장이 짧아 물체에 부딪혀 반사되어 나오는 초음파를 통해 형태를 파악하는 데에 많이 활용
→ 물속에서 주로 활용됨 --- 소나, 어군탐지기 등
- 동물의 경우 초음파를 탐지하기도 함
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3537300&cid=60217&categoryId=60217
* 초음파 센서: 초음파의 물리적 특성을 활용한 센서. 초음파가 주파수가 높고 파장이 짧은 특성을 이용함
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=657339&cid=42338&categoryId=42338
* 음파탐지기(소나): 음파를 활용하여 바닷속 물체의 탐지 등에 사용되는 기기 – Sound Navigation and Ranging
1) 액티브소나: 스스로 소리(음파)를 발사해 반사되어 돌아오는 음파를 토대로 표적의 존재, 방향, 거리 등을 측정하는 것
2) 패시브소나: 표적이 내는 소리(음파)를 청취하여 위치와 방향을 알아냄.
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1113641&cid=40942&categoryId=32383
cf) 레이더는 전자기파를 사용한다는 점에서 음파탐지기와 다름. 공기 중에서는 전자기파가 깨끗하고 멀리 퍼지기 때문에 각종 장비에 전자기파를 사용하나, 수중에서는 전자기파의 감쇠율이 높아 도달거리가 굉장히 줄어 들기에 활용하기에 어려움이 있어 음파를 활용함
- 소나 소리
* 어군탐지기: 액티브소나의 하나로, 배위에서 초음파를 사용하여 물고기의 위치를 파악하는 기기
https://en.wikipedia.org/wiki/Fishfinder
https://www.coupang.com/np/search?q=%EC%96%B4%EA%B5%B0%ED%83%90%EC%A7%80%EA%B8%B0&channel=relate
- 쿠팡의 어군탐지기 5만원 ~ 50만원 선까지 다양함
☆ 위와 관련해서는 2015년 3월 고1 전국연합학력평가 20~23번 문항 참조
#압전소자
* 압전소자: 압전기 현상을 나타내는 소자.
- 자연계에 존재하는 물질로는 사탕수수 설탕, 석영, 로셀염 등이 있음
- 응용분화: 소나 등 초음파 탐지기, 전기 라이터, 신호 센서, STM(주사 탐침 현미경), AFM(원자 힘 현미경)
☆ STM, AFM과 관련해서는 2019 수능 대비 EBS 수능특강 기술3 지문 참조
* 압전기 현상(압전효과): 물체에 압력을 가했을 때 분극이 변하는 것. 기계적 에너지 → 전기적 에너지 변환
※ 반대는 ‘압전 역효과’: 압전 소자에 전압을 걸어주었을 때 소자가 기계적 변위를 일으키는 것
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663208&cid=62802&categoryId=62802
§ 압전효과의 원리
- 전기쌍극자(양전하와 음전하의 위치가 어긋나 있는 상태. 원자나 분자 단위에서 전기장을 형성시킴)를 가진 재료에 물리적인 힘을 가하면 상태 변화(분극)가 발생하고, 이로 인해 전기장의 변화가 일어나 전기가 발생함.
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663208&cid=62802&categoryId=62802
- 압전소자는 어떤 것으로 만들어질까? / YTN 사이언스
- 미래 공학 속으로 – 압전기술 / 한림원
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