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황근창 한국정신과학학회 1995 한국정신과학회 학술대회 논문집 Vol.3 No.-
宇宙의 개념은 無限한 時間과 무한한 空間을 意味 한다. 現在와 같은 우주는 生成된지 약 150 억년이 되었다고 우주 과학자은 말한다. 그리고 45 억 년 전에 地球가 생성되었고 최초의 인류는 200 만년 전에 지상에 出現 했으며 이를 '오스트랄로피테쿠스' 라고 한다 類人猿들은 거의 動物과 다름이 없었을 것이며 이들은 生存 하기 위하여 환경에 適應며 점차 進化해 왔을 것이다. 우주 과학 하연 天文學을 聯想하게 된다. 人類는 밤 하늘의 별을 보는 것으로부터 해와 달을 觀測하며, 별자리에 이름을 붙이고, 이들이 出沒하는 時期를 관측하여 어떤 自然 法則을 찾아내서 災難이 시작되는 (雨期의 始作등), 時期를 미리 파악하여 이에 對處 하고자 하였다. 이것이 천문학이 발달하게 된 動機이다. 17 세기 초반 갈릴레오 (1611)는 道具 즉 망원경을 使用하여 天뽑를 觀測하였으며, 뉴톤은 렌즈와 거울을 利用한 反射 望遠鏡을 發明 하였다. l9 世紀 後半 電氣와 磁氣에 관한 理論이 定立되면서 인류는 전기를 使用하기 시작하였다. 20 세기 초반의 量子力學과 核物理學, 불확정성원리, 相對性理論등등의 發達로 科學의 새로운 地平이 열렸으며, 이러한 이론 물리학들은 現代 文明 (반도체와 컴퓨터)의 母胎가 되었다. 20 세기 中葉 口徑이 큰 광학 망원경과 寫眞術, 그라고 電波 天文學의 發達로 별들의 새로운 體系가 發見되고, 별의 一生과 宇宙의 進化에 대한 硏究가 활발하게 進行되었다. 본 論文에서는 時代的으로 天文學의 發展과 現代의 宇宙論, 正常 狀態 宇宙論, 大爆發이론, 나아가서 超끈(Super string. 10^-35m 의 끈) 이론 등을 紹介하고 宇宙 開發과 新技術에 대하여 논설 한다.
황근창 한국물리학회 2003 새물리 Vol.46 No.5
IR photogates were placed on inclined wooden and ebonite plane, and metal balls with diameters of 2.06 cm and 1.91 cm were rolled down freely and passed through gates. Instantaneous time intervals were measured with respect to inclined angles, and velocities and accelerations were calculated. Through the use of some formulae, the frictional coefficients were calculated. The movement at the ball changed from rolling to slipping at an angle of 32$^\circ$ $\pm$ 1 $^\circ$ for the wooden board and at an angle of 37$^\circ$ $\pm$ 1$^\circ$ for the ebonite plate, where the coefficient of kinetic friction were 0.178 $\pm$ 0.008 and 0.215 $\pm$ 0.008 for the wooden and the ebonite planes, respectively. The results of this research can be used in mechanics laboratory for students with a physics major or in a general physics laboratory. A laboratory manual is included for instructors. 경사면에서 쇠 구슬이 자연스럽게 굴러 내려갈 때 구슬은 굴러가는 운동을 한다. 경사각을 임계각 이상으로 증가시키면 미끄러지는 운동이 발생하여 실제로 구슬은 굴러가면서 미끄러지는 운동을 하게 된다. 미끄러지는 운동이 발생하는 임계각을 알기 위하여 경사각을 조절할 수 있게 경첩이 달린 나무판/에보나이트 판 위에 두 개 또는 하나의 photogate를 설치하여, 경사각도에 따라서 구슬이 photogate를 통과한 시간 간격을 측정한 후 구슬의 순간속도를 계산하고 이로부터 구슬의 실험치 가속도 및 실험치 마찰계수를 계산한 후 이론치들과 비교하여 임계각을 구하였다. 지름이 2.06 cm와 1.91 cm의 쇠 구슬을 자연스럽게 굴러가게 하였을 때, 나무판의 경우 경사각이 32$^\circ$ $\pm$ 1$^\circ$ 부근에서 에보나이트 판의 경우 경사각이 약 37$^\circ$ $\pm$ 1$^\circ$에서 구슬이 굴러가는 운동에서 미끄러지는 운동으로 변화하기 시작하였으며, 이때 구슬과 나무판/에보나이트 판으로 된 경사면 사이의 운동 마찰 계수는 각각 0.176 $\pm$ 0.008과 0.215 $\pm$ 0.008이었다. 이 실험 결과를 학생 실험에 적용할 수 있도록 실험 지침서를 부록에 첨부하였다.
컴퓨터 연동 시간 측정 기기를 이용한 물체의 운동 분석
황근창,김성곤 圓光大學校 基礎自然科學硏究所 1999 基礎科學硏究誌 Vol.17 No.2
본 연구의 목표는 computer를 이용하여, 일반 물리학 또는 물리학을 전공하는 학생들의 실험에 사용할 수 있는 시간측정 기기(Timing Device)를 개발한 다음, 이 기기를 이용하여 자유 낙하하는 물체의 중력 가속도를 측정하는 데에 있다. 이 계측 기기는 입출력 카드(IO)를 제작하여 시간 간격을 측정하고 IC 8255를 사용하여 data를 computer와 interface시켰다. 물체가 photo gate를 통과 할 때 'start'와 'stop' 신호를 발생시키도록 하여 이 두 신호 사이의 시간 간격을 측정하도록 한 후, 그 결과를 모니터에 출력하고 file에 저장한다. 이 기기를 사용하여 낙체의 중력 가속도를 측정한 결과, 철편을 사용할 경우 변위가 0.40m일 때 g=9.91㎨, 0.60m일 때 g=10.38㎨이었다. 한편 철편이 떨어진 지점에서 순간 속도를 측정하여 계산된 g 값은 9.85±0.12㎨이어서 알려진 g=9.81㎨ 과 1∼6%오차로 일치함을 보인다. 본 연구의 결과는 학부 학생들의 중력 가속도 측정에 활용될 수 있다. The purpose of this research is to develope a computer-interfaced timing device which is composed of an I/O card and two IR photo gates. The gates were used for generation two signals; 'start' and 'stop', when a free fall body passed through the photo gates. The time interval between signals was measures by this timing device and used for calculating gravitational accelerations. The values were 9.92㎨ and 10.38㎨ at the displacements of 0.40 m and 0.60 m, respectively. The results of this research can be used for undergraduate physics lab.
황근창 圓光大學校 基礎自然科學硏究所 2001 基礎科學硏究誌 Vol.19 No.1
본 연구는 자유 낙하하는 물체의 낙하 거리에 다른 시간 간격을 측정하여 중력 가속도를 구하는 실험 장치이다. 이 연구에서는 자유 낙하하는 스텐레스 볼이 볼 홀더(Ball holder)에서 스프링 장치에 의하여 볼이 떨어지는(release)순간에 전자적으로 'start'신호가 발생되고 볼이 지면에 놓인 압력 센서가 달린 플라스틱 판에 충돌하면 충격에 의하여 'stop'신호가 발생되어 두 신호 사이의 시간 간격을 측정하도록 설계 되었다. 이 기계장치는 기존의 photogate를 사용할 때 발생하는 문제점을 개선한 것으로 실험 자에 의하여 발생도는 오차를 줄일 수 있으며 실험이 간편하다는 잇점이 있다. 사용된 Microprocessor는 ATMEL사의 89C52이었으며 이 chip은 4개의 모드로 사용이 가능한 2개의 16bit Timer/Counter 기능이 있다. 이 장치를 사용하여 측정된 중력 가속의 값은 낙하 거리가 0.95m 일 때 9.85㎨이었다. This research is to develop a timing device for acceleration of gravity in a free experiment. The free fall ball is loaded in two conductive parallel plates. The electric current flows two conductive plates throw the ball. When the ball is released, the electric contact will be broken. At the moment, an electric signal will be generated called 'start.' Later, the ball hits a plastic plate equipped with a pressure sensor on the ground. The 'stop' signal will be generated. The time intervals between two signals will be measured. This newly invented device is designed to reduce experimental errors induced by IR photogates. IC 89C52made by ATMEL was used as a microprocessor for 16bit timer and counter. The time resolution for this device is 1 microsecond. The calculated value for the gravitational acceleration was 9.85㎠ at the falling distance of 0.95m.
알칼리성 용액 속에서 졸겔법을 이용하여 제조된 씰리카 젤의 porosity 제어
황근창,김대중,이현순 圓光大學校 基礎自然科學硏究所 1997 基礎科學硏究誌 Vol.15 No.2
씰리카 젤의 동공 (pore)의 크기는 TMOS 와 물의 몰비 (molar ratio)그리고 TMOS를 가수분해시키는 그 물의 pH에 영향을 받는다. 본 연구에서는 TMOS:Methanol:Water의 몰비를 1:7.5:22.5로 설정하였으며, 이때 사용한 알칼리성 용액인 물의 pH는 pH 8.5, pH 10.2, pH 11.2 이었다. Sample을 만들어서 동공의 크기를 측정한 결과 동공의 크기는 molar ratio가 1:7.5:22.5 인 경우 각 pH 당 37Å, 43Å, 그리고 49Å 이었으며 포어의 크기는 알칼리도가 커질수록 비례하여 증가하였다. 한편 동일한 방법으로 만든 젤들을 36시간 동안에 3번 pH 가 다른 물로 (pH1,pH5,pH10.5,pH12.5) 각각 세정 한 후, 그 gel 들의 동공 크기 (pore size)를 측정하였다. 그 결과 젤의 pore size는 pH 값이 커질수록 증가하였다. 특히 pH 12.5의 물로 젤을 세정한 경우 동공의 크기는 세정하지 않은 젤에 비하여 약 2.2배 증가하였다. 결과적으로 이러한 방법을 사용하면 씰리카 젤의 동공의 크기를 원하는 크기대로 제어할 수 있다. Pore size of silica gels can be affected by the molar ratio between TMOS and water and by the water of pH due to the hydrolysis reaction. The molar ratio of TMOS:Methanol:Water was 1:7.5:22.5. For the hydrolysis reaction, basic water of pH 8.5,pH 10.2, pH 11.2 were used. After making samples with these water, the pore sizes of gels turned out to be 37,43,and 49, respectively. The pore size was increased with higher pH. However, gels made by the same method above were washed 3 times during 36 hours with various pHs of water, pH 1,pH 5, pH 10.5,pH 12.5. The pore size of washed gels were increased with increasing the value of pH. Specially, with pH 12.1, the pore of washed gels were enlarged about 2.2 times comparing with unwashed gels. Thus, this washing technique can be used for controlling pore size of silica gels.
물리학 전공 실험을 위한 컴퓨터 연동 시간 측정 기기의 개발
황근창 圓光大學校 基礎自然科學硏究所 1997 基礎科學硏究誌 Vol.16 No.1
본 연구는 Computer Interface를 이용하여 물리학 전공 실험을 하는 데 도움을 주는 Timing Device를 개발하는데 있다. 이 device는 IO Card를 써서 Timing을 제어하는 형식이다. Computer Interface에 사용하는 전용 IC 8255 PPI(Programmable Peripheral Interface)를 사용하여 컴퓨터와 읽어들인 데이터를 상호 교환한다. 외부에서 Start 신호가 들어오면 이를 IC 8255에서 인지하여 IC 8253에 카운트 시작 명령을 내리고 외부에서 Stop 신호가 입력되면 IC8253에 카운트 종료를 명령한다. 시간 측정 상황을 감시하기 위하여 IC 8253의 카운트 상태를 계속 읽어 컴퓨터 모니터에 출력하고 Stop신호와 동시에 그 값을 File에 저장하여 다른 프로그램에서 불러내어 사용하도록 하였다. This research is to develop a timing device for physics majors. This timing device has an IO card to interface with a 386 or a 486 computer. To interface with the computer, IC 8255 PPI (Programmable Peripheral Interface) is used to exchange 8 bit data. The IC 8255 is used to operate IC 8253 when IC 8255 recognizes a chronological pair of externally delivered a start and a stop signals. The time interval between the start and the stop signal is measured by an internal clock, speed of 1㎒, and is saved in order to be used for next process.