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이 세상에서 가장 큰 자석은 무엇일까요? 정답은 바로 우리가 살고 있는 ‘지구’ 랍니다. 지구 둘레에는 마치 중심에 막대자석을 놓아둔 것처럼 거대한 자기장이 형성되어 있어요. 지구의 땅 밑 외핵에는 철과 니켈 성분을 띤 물질이 높은 온도로 끓으며 대류 운동을 하는데, 이 과정에서 자기장이 발생해요. 지구 둘레의 자기장은 태양풍과 해로운 방사선으로부터 지구를 지켜 주는 보호막 역할을 하지요. 또 태양풍과 지구자기장 때문에 오로라현상이 일어나기도 합니다. 그렇다면 거대한 자석과 같은 지구에서는 어떤 일들이 일어나는지 한번 알아볼까요?
동서남북 길라잡이 나침반
먼 옛날 항해를 하던 뱃사람들은 길을 잃었을 때 바늘을 이용했다는 기록이 남아 있습니다. 보통 바다에서는 별자리를 보고 방향을 찾곤 했지만 흐린 날에는 자석에 문지른 바늘을 실로 묶어 들고 있으면 북쪽을 가리키기 때문이에요. 자석으로 만든 바늘, 나침반은 220년경 중국에서 처음 만들어졌고, 나침반을 손에 넣은 탐험가들은 미지의 대륙을 향해 거침없는 모험을 떠날 수 있었답니다. 그렇다면 나침반의 바늘은 왜 항상 남쪽과 북쪽을 가리키는 걸까요?
16세기 말, 영국의 과학자 윌리엄 길버트는 지구 전체가 거대한 자석일지도 모른다는 생각을 했습니다. 이를 실험으로 입증하기 위해 자석으로 지구 모형을 만들고 그 주위에 나침반을 놓아 보았어요. 또 지구의 곳곳을 항해하고 돌아온 선원들의 이야기 등을 종합한 결과 지구는 커다란 자석과 같아서 북극과 가까운 곳에는 S극이, 남극과 가까운 곳에는 N극이 있다고 확신하게 되었답니다.
+ 자석에 N극과 S극이 있듯이 지구자기장에도 자북극과 자남극이 있어요. 그런데 이 극은 북극, 남극과 일치하지 않고 동서로 11.5도 정도 기울어져 있지요. 그래서 나침반을 지구 둘레에 놓아 두면 실제의 북극과 남극을 정확하게 가리키지 못한답니다.
+ 지구의 자기장을 이용하면 방향을 알 수 있고 지도도 만들 수 있어요. 또 철새나 비둘기가 장거리 비행을 하고도 길을 잃지 않는 것은 지구자기장을 이용하기 때문이에요.
꼭꼭 숨어 있는 자석을 찾아라!
1.. 공중에 붕붕 자기부상열차
왜 과학자들은 공중에 떠서 달리는 열차를 만들게 되었을까요? 보통 열차의 경우 레일 위를 달리기 때문에 소음이 심하고 덜컹거립니다. 또 눈이나 비가 올 경우 선로를 벗어날 위험도 크지요. 따라서 이러한 단점을 모두 해결할 방법을 연구하던 중 바퀴 없이 자석의 힘으로 떠서 달리는 열차를 생각해 낸 거예요.
자기부상열차는 자석의 같은 극끼리 밀어 내는 성질을 이용했어요. 이 때 열차를 띄울 만큼 강한 자기장을 얻기 위해 전자석을 이용한답니다.
2.. 추락하는 자이로드롭에는 브레이크가 있다!
1998년 4월 첫 낙하를 시작한 이래 공포의 대명사가 된 자이로드롭. 심장 약한 사람이라면 보기만 해도 가슴이 뛰어요. 자이로드롭의 매력은 바로 자유낙하. 아파트 25층 높이인 지상 60m까지 올라간 후 떨어지는 약 2초 동안 온몸이 공중에 붕 뜨는 무중력상태를 경험할 수 있답니다. 그런데 만약 자이로드롭이 멈추지 않고 계속 추락한다면 어떻게 될까요? 생각만 해도 끔찍하지만 그런 걱정은 하지 않아도 돼요. 왜냐하면 자이로드롭에는 자석으로 만든 강력한 브레이크가 설치되어 있거든요.
+ 자이로드롭의 의자 뒤에는 긴 말굽 모양의 자석이 붙어 있고 중앙의 탑에는 금속판이 설치되어 있어요. 자석의 N극과 S극 사이에 금속
을 넣으면 순간적으로 자석의 성질을 띠게 되는데, 이 때 원래의 자석과 밀어 내는 반발력이 생긴답니다. 따라서 추락하던 자이로드롭이
지상 25m 높이에 이르렀을 때, 의자 뒤의 자석과 순간적으로 자석이 된 금속판 사이에 반발력이 생겨서 안전하게 멈출 수 있는 거예요.
자이로드롭, 그 2초간의 공포를 만들어 내는 데도 자석의 역할이 굉장하네요
3. 달릴수록 빛나는 킥보드의 바퀴
씽씽 바람을 가르며 달리는 킥보드는 무공해 이동 수단이지요. 그런데 밤에 킥보드를 타면 잘 보이지 않아서 무척 위험해요. 그래서 등
장한 아이디어가 바로 반짝반짝 빛나는 바퀴! 킥보드의 작은 바퀴 속에는 소형 발전기가 장착되어 있답니다. 킥보드의 바퀴가 회전하면
원통 모양의 자석에 감겨 있는 코일 주위로 전류가 발생하고, 이 전류가 빛을 내게 해 줍니다. 빨강, 파랑 마음에 드는 예쁜 빛깔로 킥보
드의 바퀴를 멋지고 안전하게 만들어 봐요.
+신용카드의 마그네틱 선에는 많은 금융 정보가 담겨 있어요. 그러나 쉽게 손상되거나 위조되기 때문에 현재는 마그네틱 대신 작은 칩을 넣은 IC카드로 바뀌고 있지요.
4. 자석은정보기록장치
1898년 덴마크의 발데마르 파울젠은 자석의 성질을 띠게 만든 구리선으로 모스 부호를 기록하고 재생하는 장치를 최초로 개발했지요. 그 후 자기 기록 기술은 눈부시게 발전하여 광대한 양의 영상 정보와 디지털 정보까지 척척 저장할 수 있게 되었어요.
그렇다면 자기 기록 장치의 원리는 무엇일까요? 녹음테이프나 비디오테이프, 플로피디스켓 등의 표면에는 산화철이나 산화크롬 같은
자성물질이 얇게 칠해져 있어요. 테이프를 녹음할 때 발생하는 전기신호가 테이프 위에 발라져 있는 자성 물질의 배열을 변화시키고 이
를 기록할 수 있는 거랍니다.
+ 지하철 개표기에 표를 넣으면 뒷면의 마그네틱 선에 저장되어 있는 발행 날짜나 승차권의 종류, 남아 있는 요금 등의 정보를 읽을 수 있어요.
동서남북 길라잡이 나침반
먼 옛날 항해를 하던 뱃사람들은 길을 잃었을 때 바늘을 이용했다는 기록이 남아 있습니다. 보통 바다에서는 별자리를 보고 방향을 찾곤 했지만 흐린 날에는 자석에 문지른 바늘을 실로 묶어 들고 있으면 북쪽을 가리키기 때문이에요. 자석으로 만든 바늘, 나침반은 220년경 중국에서 처음 만들어졌고, 나침반을 손에 넣은 탐험가들은 미지의 대륙을 향해 거침없는 모험을 떠날 수 있었답니다. 그렇다면 나침반의 바늘은 왜 항상 남쪽과 북쪽을 가리키는 걸까요?
16세기 말, 영국의 과학자 윌리엄 길버트는 지구 전체가 거대한 자석일지도 모른다는 생각을 했습니다. 이를 실험으로 입증하기 위해 자석으로 지구 모형을 만들고 그 주위에 나침반을 놓아 보았어요. 또 지구의 곳곳을 항해하고 돌아온 선원들의 이야기 등을 종합한 결과 지구는 커다란 자석과 같아서 북극과 가까운 곳에는 S극이, 남극과 가까운 곳에는 N극이 있다고 확신하게 되었답니다.
+ 자석에 N극과 S극이 있듯이 지구자기장에도 자북극과 자남극이 있어요. 그런데 이 극은 북극, 남극과 일치하지 않고 동서로 11.5도 정도 기울어져 있지요. 그래서 나침반을 지구 둘레에 놓아 두면 실제의 북극과 남극을 정확하게 가리키지 못한답니다.
+ 지구의 자기장을 이용하면 방향을 알 수 있고 지도도 만들 수 있어요. 또 철새나 비둘기가 장거리 비행을 하고도 길을 잃지 않는 것은 지구자기장을 이용하기 때문이에요.
꼭꼭 숨어 있는 자석을 찾아라!
1.. 공중에 붕붕 자기부상열차
왜 과학자들은 공중에 떠서 달리는 열차를 만들게 되었을까요? 보통 열차의 경우 레일 위를 달리기 때문에 소음이 심하고 덜컹거립니다. 또 눈이나 비가 올 경우 선로를 벗어날 위험도 크지요. 따라서 이러한 단점을 모두 해결할 방법을 연구하던 중 바퀴 없이 자석의 힘으로 떠서 달리는 열차를 생각해 낸 거예요.
자기부상열차는 자석의 같은 극끼리 밀어 내는 성질을 이용했어요. 이 때 열차를 띄울 만큼 강한 자기장을 얻기 위해 전자석을 이용한답니다.
2.. 추락하는 자이로드롭에는 브레이크가 있다!
1998년 4월 첫 낙하를 시작한 이래 공포의 대명사가 된 자이로드롭. 심장 약한 사람이라면 보기만 해도 가슴이 뛰어요. 자이로드롭의 매력은 바로 자유낙하. 아파트 25층 높이인 지상 60m까지 올라간 후 떨어지는 약 2초 동안 온몸이 공중에 붕 뜨는 무중력상태를 경험할 수 있답니다. 그런데 만약 자이로드롭이 멈추지 않고 계속 추락한다면 어떻게 될까요? 생각만 해도 끔찍하지만 그런 걱정은 하지 않아도 돼요. 왜냐하면 자이로드롭에는 자석으로 만든 강력한 브레이크가 설치되어 있거든요.
+ 자이로드롭의 의자 뒤에는 긴 말굽 모양의 자석이 붙어 있고 중앙의 탑에는 금속판이 설치되어 있어요. 자석의 N극과 S극 사이에 금속
을 넣으면 순간적으로 자석의 성질을 띠게 되는데, 이 때 원래의 자석과 밀어 내는 반발력이 생긴답니다. 따라서 추락하던 자이로드롭이
지상 25m 높이에 이르렀을 때, 의자 뒤의 자석과 순간적으로 자석이 된 금속판 사이에 반발력이 생겨서 안전하게 멈출 수 있는 거예요.
자이로드롭, 그 2초간의 공포를 만들어 내는 데도 자석의 역할이 굉장하네요
3. 달릴수록 빛나는 킥보드의 바퀴
씽씽 바람을 가르며 달리는 킥보드는 무공해 이동 수단이지요. 그런데 밤에 킥보드를 타면 잘 보이지 않아서 무척 위험해요. 그래서 등
장한 아이디어가 바로 반짝반짝 빛나는 바퀴! 킥보드의 작은 바퀴 속에는 소형 발전기가 장착되어 있답니다. 킥보드의 바퀴가 회전하면
원통 모양의 자석에 감겨 있는 코일 주위로 전류가 발생하고, 이 전류가 빛을 내게 해 줍니다. 빨강, 파랑 마음에 드는 예쁜 빛깔로 킥보
드의 바퀴를 멋지고 안전하게 만들어 봐요.
+신용카드의 마그네틱 선에는 많은 금융 정보가 담겨 있어요. 그러나 쉽게 손상되거나 위조되기 때문에 현재는 마그네틱 대신 작은 칩을 넣은 IC카드로 바뀌고 있지요.
4. 자석은정보기록장치
1898년 덴마크의 발데마르 파울젠은 자석의 성질을 띠게 만든 구리선으로 모스 부호를 기록하고 재생하는 장치를 최초로 개발했지요. 그 후 자기 기록 기술은 눈부시게 발전하여 광대한 양의 영상 정보와 디지털 정보까지 척척 저장할 수 있게 되었어요.
그렇다면 자기 기록 장치의 원리는 무엇일까요? 녹음테이프나 비디오테이프, 플로피디스켓 등의 표면에는 산화철이나 산화크롬 같은
자성물질이 얇게 칠해져 있어요. 테이프를 녹음할 때 발생하는 전기신호가 테이프 위에 발라져 있는 자성 물질의 배열을 변화시키고 이
를 기록할 수 있는 거랍니다.
+ 지하철 개표기에 표를 넣으면 뒷면의 마그네틱 선에 저장되어 있는 발행 날짜나 승차권의 종류, 남아 있는 요금 등의 정보를 읽을 수 있어요.
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