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플라즈마, 누구나 한번은 들어본 이름

플라즈마와 박막프로세스/진공과 플라즈마 | 2010. 1. 14. 15:14 | ...by 개날연

 

   1970년대 말에 '로보트 킹'이란 로봇 만화가 있었다. 고유성 화백이 그려 큰 인기를 끌었고, 지금도 많은 팬들을 거느리고 있는 이 만화에는 그 당시에 아주 생소했던 과학적 단어들과 무기들이 대거 등장했다. 그 중 하나가 '프라스마 광자파'라는 무기였는데, 이거 한방이면 적 로보트가 산산조각이 났다. 본인이 프라스마(플라즈마)라는 단어를 최초로 접한건 바로 그 만화에서 였다. 이렇듯 어릴 때부터 익히 듣고 쓰고 있던 친숙한 단어였지만, 그 정확한 의미를 알게 된건 그로부터 20여년은 지나서였다.

 

고유성 화백의 로보트 킹. 

기억을 되살려 끄적끄적 그려본다면... 대충 이렇게 생겨주셨다. 




   흔히 우리는 물질이 존재하는 상태를 고체, 액체, 기체의 3가지로 구분한다. 이것들은 각각의 원자의 배열상태와 원자간에 상호작용하는 인력의 크기로 구분이 되고, 온도와 압력 등의 조건에 따라 서로 상태가 변환되기도 한다. 굳이 설명할 필요도 없이 우리는 이 3가지 상태를 너무도 잘 알고 있다. 그런데, 이 3가지 상태 말고 또 다른 제 4의 물질 상태가 존재하는데, 그것이 바로 플라즈마(Plasma)다.  





고체-액체-기체의 원자 배열상태
아무리 생각해도 무언가 많이 허전한 그림이다 -_ -
여친없는 솔로의 크리스마스를 형상화 했다고나 할까...



   미국의 물리화학자인 랭뮤어(Irving Langmuir, 1881-1957) 는 실험 중 기체에 이온화 에너지보다 더 많은 에너지를 가하게 되면 양이온과 전자로 분리가 되는 것을 발견하고, 이 기체에 '플라즈마'란 이름을 붙였다. 이것이 인간이 이름을 붙인 최초의 플라즈마다. 




무언가 역시 허전한 플라즈마의 상태
그림은 발로 그리니 그림품질 따지지 말자-_- 



    기체원자가 양이온과 전자로 분리가 되었다는 것은 '이온화' 되었다는 것을 뜻한다. 이온화된 기체. 그렇게 보면 별다를것이 없어 보이는 이 기체를 좀 더 자세히 들여다 보면 일반적인 기체와는 아주 다른 특성을 보인다는 것을 알 수 있다. 즉, 플라즈마는 이온화된 기체이며, 일반적인 기체처럼 흩어지지 않고 뭉쳐서 집단적인 움직임을 갖고 있고, 이온, 전자, 중성입자들이 혼합되어(플라즈마의 정의에 중성입자는 포함 되지 않는다) 전기적으로는 준중성(quasi-neutral)을 가진 기체라 할 수 있다.

 


 

 

...by 개날연..

 

 

 

 

 

할줄도 모르는거 버벅이며 만들려니 아주 똥줄이 타고 있습니다. -_ -

익숙해 지게 되면 좀 속도도 붙고, 훨씬 보기도 편해 지게 할 수 있겠지요.. ;ㅁ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Posted by 개날연

난 왜 자꾸 삽질이지...ㅠㅠ

개날연..의 일상/끄적끄적 낙서장.. | 2010. 1. 14. 01:21 | ...by 개날연

 

 

 

 

 

 

스킨 편집 하다가 또 날라가서, 다시 첨부터 복구... ;ㅁ;

 

당췌 이런걸 해봤어야 어딜 건들이면 되고, 어딜 만지면 안되는지 알텐데..

 

해본적이 없으니 하나하나 만져서

 

여기 만지면 어케 되는지, 저기 만지면 어케되는지 하나씩 확인하고,

 

이짓하다 보니 뭐 하나 잘못건들이면 아주 박살이 난다...;;

 

겨우 복구는 해놨는데, 아무리 봐도 어색한걸 보면 이게 아닌거 같기도.. ;ㅁ;

 

 

 

 

아 띵... 걍 전공자료나 빨리 올려야지... 이게 먼짓이야..  ㅠㅠ

 

 

 

 

 

 

 

...by 개날연..

 

 

 

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Posted by 개날연

Marquis Who's Who in the World

개날연..의 일상/끄적끄적 낙서장.. | 2010. 1. 10. 00:09 | ...by 개날연

 

 

 

1년 전 쯤이다.

메일이 하나 와서 뭔가 해서 열어보니..

2010년 Who's Who in the World 에 후보로 뽑혔다는 어쩌고 내용이다.

아마 2007-2008년에 SCI 논문을 몇개 제출 했었는데, 그때문에 보낸게 아닌가 싶다.

관심 없어서 삭제를 했었는데..

그뒤로 몇번을 계속해서 메일을 보내길래,

이름과 전공 등 내 개인정보를 밝히지 않는 선에서 등록을 해봤었다.

 

그리고 몇개월 뒤에 축하한다는 메일이 오더니

 

 

 

 

 

Your biography is being included in the 27th edition of Who's Who in the World, which profiles the most accomplished men and women in the world for 2010!

 

 

이라든가..

 

 

 

 

 

Once again, congratulations on your inclusion in Who's Who in the World, and best wishes for your continued success.

 

 

 

 

 

이런 내용이 담긴 메일이 왔다. 그뒤로 수시로 귀찮게 메일이 온다.

어쨌든 졸지에.. 2010년 세계인명사전에 이름이 올랐다.

 

 

그러나.. 이 세계인명사전에 이름이 오른게 자랑이냐.. 하면.. 전혀 그건 아니란 거다.

 

 

간혹 보면, 세계인명사전에 이름이 오른걸 대단한 벼슬인양 자랑하거나 내세우는 걸 볼수가 있다..

심지어 대학교 홈피 첫 화면에, 울학교 누가 세계인명사전에 등재되었다 하며 크게 뜨기도 한다.

뭐.. 물론 그럴만한 자격이 있는 사람들이야 실리는게 당연하겠지만서도...

 

근데..

 

권위있는거 맞냐... ? -_ -

 

나도 실리는데.. ? -_ -

 

그럼 걍 아무나 되는거잖아.. -_ -

 

 

 

 

 

 

...by 개날연..

 

 

 


 P.S.

근데 나 2014년 31st Edition 에도 올라감 -_ -

2015년에도 올라간득;;



또 P.S 

심지어 2017년엔 Albert Nelson Marquis Lifetime Achievement Award 도 받음 -_ -


이젠 평생공로상이냐. 이놈들 대체 기준이 뭐냐 -_ -





또또 P.S

그리고 좀전에,  2018년 Who's Who 에도 이름이 올랐다는 따끈따끈한 메일을 받았습니다.

성원에 감사합니다!!! 

그랜드슬램 달성할듯 합니다.




또또또 P.S

감사합니다. 방금 따끈따끈하게 2018년 Albert Nelson Marquis Lifetime Achievement Award 에도 이름이 올랐다는 소식을 받았습니다.  2018년은 Who's Who 와 함께 2관왕 입니다. 



또또또또 P.S 

2018년 11월. 수능이 끝나고 도착한 한통의 메일. 

아니나 다를까. 2019년에도 등재되었다는 메일이 왔습니다. 

참 민망합니다.  -_ - 




또또또또또 P.S 

2020년 edition 에도 등재되었답니다.  몇년 연속인지 세기도 귀찮군요. 

그러려니 합니다.  -_ - 




또또또또또또 P.S.....

2010년 11월의 마지막 밤 입니다. 

아직 2021년 되려면 한달이 남았지만, 무엇이 급한지 Who's Who는 저에게 이런 소식을 전해왔습니다. 

기록 돌파는 코로나 시국에도 쉬지않습니다. 









 

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Posted by 개날연

우리 주변에서 찾아보는 진공

플라즈마와 박막프로세스/진공과 플라즈마 | 2010. 1. 9. 14:43 | ...by 개날연

 


진공(vacuum)

 

 

라틴어로 ‘vacua’ 라는 말에서부터 시작되었다고 하는 이 말은 굳이 과학이나 공학을 하는 사람이 아니더라도 어느 누구나 한번은 듣고, 또 누구나 한번은 써보았을 만큼 친숙한 단어다.

(개인적으로 나는.. '너의 뇌는 진공이냐' 라는 표현을 가끔 쓴다. -_ - )

 

 

진공의 의미를 이야기 하자면 누구에게 물어도 ‘텅빈 공간’ 이나 ‘아무것도 없는 것’ 혹은 ‘어떠한 물질도 없는 공간’ 이라는 훌륭한 대답이 나올 듯 하다. 맞는 말이다. 그만큼 우리는 진공에 대해 낯설지 않다. 그렇다면, ‘우리 주변에 아무것도 없는 공간인 진공상태가 과연 있는가?’ 라는 질문을 던져보자. 과연 이 질문에 몇이나 대답을 할 수 있을까.

 

 

우주공간이란 대답이 나왔다면 틀린 것은 아니지만 너무 심심할지 모르겠다. 당연하게도 자연계에 존재하는 진공임은 분명하지만, 우주공간이 우리 주변에 있다고는 하기가 어려우니까. 그래서 적어도 여기서는 우주공간은 우리가 관측해야 할 대상이지, 우리가 다뤄야 할 대상은 아니다. 이 저렴한 질문에 대해 누군가 ‘진공청소기’ 라는 조금은 그럴싸한 대답을 했다고 하자. Vacuum 이란 단어는 영어로 ‘진공청소기’란 뜻과 함께 ‘진공청소기로 청소하다’라는 의미도 갖고 있기 때문에 매우 적절한 대답이 될 수 있을 듯 보인다. 그러나, 그 전에 진공청소기의 구조를 먼저 확인해 본다면 여기에 의문을 품지 않을 수 없다.

 

 

 

 

두둥~

 

그림 1. 진공청소기의 원리(모든 그림은 발로 그렸다. 그림 이상하다고 따지지 말자)

 

 

그림 1 에서 보여주는 것처럼, 진공청소기의 원리는 매우 간단하다. 밀폐된 상자 안에 팬이 달린 모터를 넣고 보통 1분에 1만회 이상으로 강한 회전을 시켜 상자 안의 공기를 밖으로 강제로 배출시키면 상자 안의 압력이 낮아지게 된다. 그렇게 되면 외부 대기의 압력이 상자안보다 높기 때문에, 양쪽의 압력을 맞춰주기 위해 외부 공기가 상자 안으로 강하게 빨려 들어가게 되고, 이때 먼지나 쓰레기 등이 함께 섞여 들어가게 되는 것이다.

(분명 매우 간단하다고 했는데, 설명이 이리도 길다는 것은 사실은 간단하지 않다라는 반증인가! )

 

 

이 현상을 밖에서 본다면 마치 모터가 공기를 빨아들여 흡입하는 것처럼 보이지만, 사실은 모터에 의한 공기의 강제 배출이 먼저 이루어지고 흡입은 그에 따라오는 작용일 뿐이다. 이제 다시 앞의 질문에 대한 대답으로 돌아가 보자. 우리주변에 진공상태가 있을까란 질문에 ‘진공청소기’라는 대답이 과연 적합할까? 위에 보여진 진공청소기의 내부 어디에도 아무것도 없는 ‘진공’의 상태는 없다. 그런데 왜 진공청소기라고 하는 것일까?

 

 

이 생각보다 저렴한 두 번째 질문에 대한 대답은 간단하다. 진공청소기 내에 ‘진공’이 있어서가 아니라, ‘진공’을 만드는데 필요한 원리를 응용하고, 그 장치를 이용했기 때문이다. 미리 말해두지만, 우리는 진공에 가까운 상태로 다가갈 순 있어도, 완전한 진공을 얻을 수는 없다. 그러나 진공 자체를 볼 수 없다 하더라도, 진공의 원리를 이용한 제품들은 우리 주위에서 흔히 찾아 볼 수 있다.

 

 

가장 흔히 볼 수 있는 것으로 마트 식료품 코너에 가면 햄이나 소시지 등이 비닐에 담겨 공기를 뺀 ‘진공팩’의 형태로 진열되어 있다. 나들이 갈 때 많이 들고 다니던 보온병의 내부는 이중 밀폐구조로 되어있어 내부에 공간이 있는데, 그 공간의 공기를 빼내어 진공으로 만들어 열전달을 방해하여 오랜시간 따뜻한 음식을 유지할 수 있게 했다. 보온병을 영어로 vacuum bottle 이라고 부른다는 것을 알고 있다면 원리를 떠올리기는 어렵지 않을 듯 하다. 또한, 자동차의 브레이크 장치에도 진공이 사용되고 있는걸 볼 수 있다. 브레이크를 밟아 바퀴를 제동시킬 때, 순간적으로 높은 힘이 바퀴에 전달되어야 한다. 그러나 운전자가 브레이크를 밟는 힘만으론 회전하는 바퀴를 멈추기엔 턱없이 부족하다. 그래서 진공장치를 달았다. 여기서 얻어진 힘을 브레이크 액에 같이 전달하여 제동에 필요한 충분한 압력을 만들어 낼 수 있다.

 

 

유리나 거울, 타일벽 등에 물건을 걸어놓을 수 있는 흡착판을 떠올리거나, 홈쇼핑이나 인터넷에서 판매하는 옷이나 이불을 보관할 때 부피를 줄이기 위한 압축팩을 떠올린 사람도 있을 지 모른다. 양 손바닥을 붙여 움푹 들어간 가운데를 꼭 누른 뒤 떼면 뽁- 하는 소리가 나는 것을 들을 수 있다. 손바닥으로 작은 진공을 만든 뒤, 손바닥을 떼게 되면 진공이 파괴되면서 순간적으로 공기가 빨려 들어가며 나는 소리다.

 

그리고 여기 우리 조상들의 한의학적 진공실력을 보라.

과연 진공이 뭔지 알고 온몸에 뻘겋게 부황을 떴는가.. -_ -

 

 

평소에는 생각하지 못했던 곳에서 진공의 응용은 곳곳에 등장한다.

어떠한 것들로 응용되어 있는지 사물의 구조와 역할을 생각해 보면, 의외로 많은 곳에서 찾아볼 수 있다.

 

 

 

 

 

...by 개날연..

 

 

 

 

 

 

 

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Posted by 개날연

상상하지 말자

Advanced Materials Eng./양자역학 | 2010. 1. 9. 01:44 | ...by 개날연

 

 

 

 

"상상할 수 없다"

 

 

 

 

무슨 영화 광고 카피가 아니다.

양자역학이란 세계가 그렇다.

 

뉴튼의 고전역학 이후 양자역학은 완전히 새로운 세상을 만들어 놓았다.

그런데 이넘은 인간의 2차원적 사고방식으로는 상상이 불가능 하다.

머리로 상상하는 순간 '고전역학'이 되어버리기 때문이다.

 

크기가 없는 물체를 당신은 상상 할 수 있는가?

과연 머리속에 크기가 없는 물체를 이미지화 시킬 수 있는가?

또는, 어떤 물체가 있는데 그 물체의 질량이 0 인 .. 그런것을 이미지화 시킬 수 있는가?

유감스럽게도 인간의 두뇌는 그런것을 상상하여 이미지화 시키지 못한다.

만약에 상상해서 이미지화 시켰다?

그랬다면.. 그 순간 그것은 양자역학을 벗어나 고전역학이 되어버린다.

 

그리 어려운 이야기도 아니다.

물질을 구성하는 원자라는 넘은 한 가운데 핵이 있고,

그 주위에 전자가 뱅글뱅글 돌고있다는 것을 우리는 너무도 잘 알고있다. 그렇게 배웠으니까..

혹시, 지금 머리속에서 가운데 핵이 있고 주위에 전자가 돌고있는 그 장면을 머리속에 떠올렸는가..?

아니면 좀더 발전해서 양자역학에서 배운대로 무슨 '전자구름' 형태로 이미지화 시켰는가?

우리는 전자가 어디있는지 알 수 없고,

전자가 있을 확률이 높은 자리의 모습을 이미지화 시킬 수 없기때문에 구름 형태로 그려놨을뿐,

절대로 전자란 넘은 우리가 알고있는 구름 형태로 존재하는게 아니란것 쯤은

양자역학을 조금이라도 맛본 사람이라면 우리 모두 알고있다.

 

상상하지 말자.

이해할 필요도 없다. 사실 이해할수가 없다.

그럼 ..?

 

 

'그냥 그런 넘이다'

 

 

이게 정답일 수 있다.

 

가시광선의 파장만 인식하는 거시적 관점과 거시적 모습만 보고 그 세상에서 살아온 인간의 머리로 전자현미경이 아니고선 볼래야 볼수없는 원자, 전자, 미립자 혹은 소립자들의 행동을 이해한다는것은 아주 건방진 소리일지 모른다.

양자역학은 우리가 경험할 수 있는 세상이 아니다.

그런 세상에 우리가 갖고있는 상식을 적용하여 그대로 이해하려 하는것이 과연 올바른 일일까?

내가, 그리고 인간이 이해할 수 없다고 틀리다고 할 수있는 대상이 아니다.

 

그래서 무엇보다 중요한 것은

이 알지못할 현상들을 우리가 이해할 수 있느냐 없느냐가 아니다.

이해하든 못하든,

우리는 그것이 사실인지 아닌지를 실험적으로 관측하고 확인하여

그런 것들이 실제 발생하고 있다는 것을 인지할 뿐이다.

 

 

 

 

...by 개날연..

 

 

 

 

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Posted by 개날연
 
 
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