1. 원자 그리고 원자핵의 구조에 대해 설명하라.현대 물리학에서 원자는 기본단위가 아닌원자핵과 전자가 결합한 형태이다. 화학적 성질은 원자의 성질과 직접적인 관련이 있다. 원자핵은 양성자와 중성자가 강한 상호작용으로 결합해 있으면 이들 양성자와 중성자의 개수에 따라 원자를 주기율표로 분류할 수 있으며 화학적인 성질이 결정된다. 전자는 원자핵과 반대인 음의 전하를 띠며 원자핵 주위에 확률적으로 전자구름을 이루며 존재한다.2.현재 알려진 자연계에 존재하는 물질의 기본 구성입자들과 이에 작용하는 4가지 근본적인힘들 및 그 매개입자들에 대해 설명하라.현대 소립자물리학에 따르면 우주에 존재하는 모든 물질은 쿼크와 랩톤이라 불리는 몇가지 종류의 기본입자로 이루어져 있다.(전자는 렙톤의 일종, 양성자는 u쿼크 2개와d 쿼크 하나로 이루어짐)1) 4가지 근본적인 힘과 매개입자① 중력 : 만유인력, 질량을 가진 물질들 사이의 힘이며, 항상 인력으로 작용함.매개입자는 중력자(graviton)이다② 전자기력 : 전기를 띤 입자 사이에서 작용하는 힘. 중력보다 1042배.전자기력을 전달하는 가상의 입자를 광자(photon)이라 한다. 이것은질량이 없는 빛 알갱이로 설명할 수 있다.③ 강력 : 원자핵 속의 양성자와 중성자를 결합시키거나, 양성자나 중성자속의쿼크들을 서로 결합시키는 힘이다. 강력의 매개입자는 글루온(gluon)이다.글루온은 같은 글루온과 쿼크하고만 상호작용하며 다른 입자들과는 상호작용하지 않는다.④ 약력 : 원자핵이 붕괴하는 원인이 되는 힘, 약력의 매개 입자는 bosons(W, Z)⑤ 힘의 세기 비교 : 강력>전자기력>약력>중력3. 특수상대성이론에서 빛의 속력은 불변이라는 것과 시간이 늘어나는 현상(time dilation)에대해 설명하라.특수상대성이론은 두가지 가설을 기본으로 한다. 첫째는 상대원칙은 항상 맞다는 것과둘째는 광속은 항상 C이고 그 값은 어떤 관성계에서도 항상 같다는 것이다. 광속이 불변한다는 것은 빛이 속력이 관성계에 속해있고, 이 관성계는 정지계이기 때문에 이 계에서성립되는 물리법칙은 항상 같으므로 빛의 속력은 불변하다.움직이는 기차안에서 본 빛의 이동경로가 직선으로 보이지만 기차 밖에서 본 빛의 경로는그림과 같이 대각선으로 보이게 된다. 따라서 빛의 움직인 거리는 관찰자에 의해 다르게측정되고 기차밖에서 측정하는 관찰자의 시간이 더 늘어나게 된다.4. 일반상대성이론에서 더 높은 중력 위치에너지에 있는 관찰자는 그보다 낮은 중력 위치에너지에 있는 관찰자의 경우보다 시간이 더 느리게 가는 현상을 위로 가속되는 우주선내에서 위에 있는 관찰자의 시계가 아래에 있는 관찰자의 시계보다 느리게 가는 경우를들어 설명하라.위로 가속되는 로켓안의 위쪽과 아래쪽에 위치한사람은 시간차이가 생기는 현상이 발생한다. 빛의속도는 항상 일정하다. 따라서 로켓안의 어느 한지점에 빛을 발생시켰다고 가정하자. 위쪽에 위치한사람은 빛의 이동경로가 바닥에 도달할 때 까지거리가 로켓의 가속도가 클수록 짧아지지만 아래쪽에 위치한 사람이 관찰할 경우 그 거리는일정할 것이다. 따라서 위쪽과 아래쪽에서는시간=거리/속도 의 관계식에 의해 시간의 차이가 생긴다.5. 파동-입자의 이중성(wave-particle duality) 또는 물질파(matter wave)에 대해 설명하고, Heisenberg의 불확정성 원리에 대해 설명하라.파동-입자의 이중성은 입자의 파동성과 입자성을 말한다. 여기서 파동성은 회절과간섭현상을 일으키는 것을 말하고 입자성은 광전효과를 나타내며 이를 동시에 나타내모든 입자도 파동의 특성을 가지고 있다는 것이다. 또한 거시적인 세계에서는 플랑크상수 h가 너무 작고, 질량이 커서 물질파 파장이 너무 작아 고전역학적인 입자로 해석되나,원자 이하의 미시적 세계의 입자는 질량이 매우 작아 물질파의 파장이 원자정도의 크기와 비교될 수 있을 정도가 되어 파동의 특성을 나타낸다.
1.『1주차 2강 : 역사란 무엇인가?』역사는 그 의미를 ‘역사는 무엇이다’라고 말하기 어려운 용어이다. 역사라는 말은 다양한사람들이 다양한 의미로 이해하고 있다. 이러한 역사의 의미를 올바르게 이해하기 위해서는 역사라는 용어가 과거에서부터 현재까지 그 의미가 어떻게 변화되어 왔는가를 알아볼 필요가 있다.역사는 선사시대와 역사시대로 구별할 수 있는데 그 기준은 문자의 발명이다. 문자기록이 없었던 시대를 선사시대라 하고 그 이후의 시대로 역사시대로 나눌 수 있다. 하지만 미국의 저명한 역사가인 E.반스는 선사시대라는 말은 옳지 않다고 여겼다. E.반스가 주장한 역사는 인류의 시작에서부터 지금까지를 역사라고 보고 pre-literary와 post-literary로 나누고 문자가 생겨나기 이전의 시대 또한 역사시대로 보고 있다.역사학의 아버지라 불리는 헤로도토스는 “페르시아 전쟁사”라는 책을 저술했는데 이는 인간이 처음으로 역사라는 단어를 사용하였다. 하지만 그 당시의 역사라는 의미는 대질심문을 통한 조사탐구에 대한 개념이었다. 헤로도토스는 기록의 목적을“인류의 업적을 기억의 전당에 안치시켜 두기 위함”이라고 말했다. 이것이 헤로도토스가 말하는 사건 사실의 객관성과 정확성을 강조한 역사의의미이다. 하지만 히포크라테스의 제자인 투키디데스는 헤로도토스와는 상반되는 실용성을 강조한역사를 강조하여 변명을 위한 역사에 의미를 두었다.지금까지 보았듯이 과거의 역사가들 또한 각자의 역사에 다른 의미를 두었고, 현 시대의 통상적으로 사용되는 역사와는 다른 뜻으로 사용되었다. 이처럼 역사란 용어는 기본적으로 인간의 말, 인간의 문자 기록, 인간의 삶이 이야기라는 의미를 바탕으로 시대에 따라 역사가에 따라 다양한의미를 담게 될 것이다. 하지만 여기서 분명히 알아둬야 할 것은 역사의 주체는 바로 인간이라는것이다. 인간이 언급되지 않는 것은 역사가 될 수 없다는 것이다. 역사는 인간만이 가질 수 있는 것이다. 또한 역사는 인간에 의해 일어난 과거에 있었던 사실을 가리키는 것은 시대가 변반해정신사관과 대조적인 유물사관을 주장이 있는데 그 대표적인 인물이 마르크스와 엥겔스이다. 이들은 역사를 만들기 위해 인간은 먼저 생활해야 한다고 보았다. 인간이 1차적 욕망인 의식주를 해결하기 위해 생산을 하고 만족하게 되면 새로운 욕망을 낳는다고 보았다. 이런 과정 즉, 하부구조와 상부구조의 변증법적 발전을 가져오게 되어 창조를 낳게 된다는 것이다.하지만 이러한 유물사관에는 기본적인 오류를 가지고 있다. 그 오류는 인간이 어떻게 역사를 창조할 수 있는가라는 질문에 대한 답이 아니라는 것이다. 동물들과 인간이 다른 점은 동물은 1차적 욕망에 만족하여 역사를 창조하지 못하고 인간 많이 상부구조에 의해서 역사를 창조한다는 것이다. 이러한 상부구조가 있어 변증법적 발전으로 설명은 가능하나 결국 마르크스와 엥겔스의 변증법적 유물론은 정신변증법이 된다.정신사관과 유물사관 어느 쪽이 역사관에 더 근접하는가 하는 것은 정신사관이라고 할 수 있다.러시아의 혁명가 레닌 또한 노동자가 아닌 지식인이었으며 여러 나라의 역사를 보더라도 소수의 지식인에 의해 다수의 노동자나 혹은 그 하위 계급층이 결합되어 혁명이 일어났다. 또한 창조적인행위, 즉 발명이나 어떤 진리에 대한 발견(열역학 법칙 등)과 같은 것은 지식인들에 의해 일어나기 때문에 정신사관의 역사라고 말할 수 있다.4.『2주차 2강 : 역사는 문화의 누적과정』역사의 창조는 정신만으로는 불가능하다. 예를 들어 조각가는 창조인 이라 볼 수 있지만 구리석고 등과 같은 자연의 재료 없이는 창조가 불가능 하다. 따라서 역사 역시 자연 없이 창조가 불가능하다. 역사는 문화의 창조라 볼 수 있다. 정신의 문화 창조는 시간의 경과와 더불어 계속되는데한 시대의 인간이 자연에 정신을 투입하여 원초적 문화를 창조하면 다음 세대의 인간 정신에는 그 문화가 자연으로 간주되어 여기에 정신을 다시 투입하고 문화를 재창조 하게 되는 변증법적과정을 거쳐 문화 창조가 지속적으로 일어나는 것이다. 그래서 이러한 문화 창조가 누적되어 역사를 이룩하게 되는 것자가 되었고 이것이 인류의 시작이라고 얘기했다. 창조론과 진화론의 공통점은 인간의 특징을 생각함에 두고 있다는 것이다. 창조론에서는 선악과를 먹어 선악시비를 알게 되었고, 진화론에서의 원숭이는 돌멩이를 던져 다른 원숭이를 제압할 수 있다고 생각하였다. 이처럼 인간이 동물과 다른 점은 바로 사고를 한다는 점이다. 물론 사고를 할 수 있는 동물도 있지만 그것은 반복된 훈련으로 인한 사고이다. 하지만 인간은 반복된 훈련이 없이도 새로운 것을 창조해 낼 수 있는 사고를 가지고 있어 동물과 구별된다.6.『3주차 1강 : 호모 사피엔스(Homo Sapiens)로서의 인간.』호모 사피엔스란 외적인 형체를 갖추었다 해서 인간이라 할 수는 없을 것이다. 호모 사피엔스라하면 외형적인 모습뿐만 아니라 정신적 삶을 영위하여야 인간이라 할 수 있을 것이다. 최초의 호모는 오스트랄로 피테구스 출현 150만년 후 호모 에렉투스부터 시작된다고 본다. 최초의 호모 사피엔스는 하이델베르크인과 네안데르탈인이다. 이들은 시체를 매장법을 사용하여, 내세를 생각만큼 생각과 지혜가 발달하였다. 이후 호모 사피엔스 사피엔스는 크로마뇽인이나 그리말디인, 상동인으로 그림을 남겼다. 이러한 진화의 원동력은 자연환경에 적응하기 위한 유전자의 변이과정이라 볼 수 있다. 이런 유전자의 돌변변이가 가능했던 이유는 생각과 지혜를 추구하는 인간의 본질이기 때문이다. 포이에르바하라는 철학자는 “인간이 존재한다는 것은 인식하기 때문이며 사랑하기 때문이며, 의욕하기 때문이다”고 하였다. 이것이 바로 인류가 돌연변이가 일어나 진화하는 이유로 보았다. 이런 사랑과 의욕은 지혜를 낳게 된다. 인간의 지혜는 헬레니즘과 헤브라이즘의 두 가지방향으로 갈리는데 헤브라이즘의 이야기는 창세기에 관한 이야기이며 헬레니즘의 이야기는 프로메테우스의 이야기인데 프로메테우스가 고통에서 벗어나기 위해 지혜를 더럽히지 않는다는 이야기인데 여기서 지혜와 고통은 인간의 삶에서 땔 수 없다는 것이다. 이번 강의에서 인간과 동물이 구별되는 가장 큰 특징은 외움, 외로움, 괴로움이 만들어 냈고, 자기외적 자기초월적 존재를 설정 하고 자기 행위에 대해 반성적인사고를 하였다. 인류의 시작과 함께 종교는 시작되어 인류의 역사는 종교문제와 불가분의 관계를 가진다.신학과 역사학(종교사)와는 차이가 있다. 신학에서는 신이 먼저 존재하고 인간을 만들었다는 것을 전제로 하나 역사학에서는 주제가 인간이기 때문에 인간이 신을 창조했다는 것이다. 역사학의 대상으로서 종교형태를 보자면 구석기시대에는 애니미즘, 신석기시대에는 토템이즘, 청동기시대에는 샤먼이즘, 고대국가 시대에는 고등종교의 형태로 종교는 변화했다.이러한 종교들은 매우 간단한 형태를 가지고 있다 하지만 시간이 흐를수록 종교도 점차 고등하게 변화하는데 이 이유는 세대와 세대사이에 사상을 전달할 수 있는 수단이 발전했기 때문이라고 본다. 예전에는 그림을 그리는 것이 전부였을 것이다. 하지만 문자가 발명된 후로 세대 간 전달 체계가 확립되었고 이로 인해 사고의 확장 폭도 넓어지고 종교도 점점 고등종교로 발전 되었을 것이다. 또한 이런 종교는 자연환경의 영향을 받아 조금씩 다른 형태로 발전되었을 것이다.9.『4주차 1강 : 역사를 위한 역사쓰기』인간이 역사를 쓰는 이유는 첫 번째 본능이기 때문이다. 왜냐하면 인간은 다른 동물과 달리 문자를 사용하기 때문에 본능적으로 기록을 남긴다. 이러한 기록들에는 일기나 기행문이 될 수도 있고, 족보도 될 수 있다. 또한 종교집단의 교회사나 국가의 민족사가 속한다. 이 때문에 인간은 역사를 창조하는 동물이며 역사를 기록하는 동물이라 할 수 있다. 그럼 역사가가 역사를 쓰는 목적은 무엇일까? 역사가들은 기록을 하는 목적이 뚜렷하다. 역사가들이 역사를 쓰는 목적은 순수한 기록을 남기기 위함이라고 볼 수 있다. 헤로도토스는 역사의 기록 목적을 다음과 같이 말했다.“인간계에서 일어난 사건들이 시간의 경과와 더불어 망각되어 버리거나, 그리스인이나 이방인에 의해서 이룩된 위대하고 경탄할 만한 사건들이 세상 사람들에게 알려지지 않을 것을 염려하여”라고 그 목고 올바르지 않은 역사를 되풀이 되게 해서는 안 될 것이다. 이것이 바로 우리가 역사를 공부해야하는 이유가 될 것이다.11.『4주차 3강 : 실용을 위한 역사쓰기』지금까지 우리는 서양의 역사에 대해서 배웠다, 그럼 이제 동양에서 역사 기록에 대해 배워보자. 역사를 기록하는 것은 장소에 크게 구애받지 않고 동서양이 비슷할 것이다. 동양에서도 마찬가지로 역사를 기록한 목적은 크게 두 가지로 대별된다. 첫 번째는 사건 사실의 기록 보존을 위한 역사를 기록했고, 다른 하나는 교훈적인 목적을 둔 역사를 기록했다. 감개주의나 온고지신의 목적과 같다. 우리나라의 경우 김부식의 ‘삼국사기’ 나 실록들은 사건 사실의 기록 보존을 위한 역사서 이다. 이러한 책들은 실용을 위한 역사서는 아니지만, 서정의 ‘동국통감’은 교훈을 목적으로 썼다고 본다. 여기서 실용적 역사의 동서양이 차이를 보이는데 서양은 귀족이나 국민 등 다수자의 책임을 두나 동양에서는 왕과 왕실 그들을 둘러싼 간신배등 소수에 초점을 맞추어 소수자에 책임을 두어 서술했다. 서양은 민주주의가 일찍 발달에 다수자에게 책임을 전가했고 동양은 군주주의가 오래도록 지속되었기 때문에 소수자에 그 중점을 두어 기록했다. 동양에서는 건국초기에는 군자적인 인물이 등장 하고 국가 말기에는 폭군이 나타난다. 이는 중국의 전통적인 사상인 천명존중 사상과 유덕자수천명의 원리가 역사를 기록함에 영향을 주었기 때문이다. 그 대표적인 이야기가 요순임금의 선정에 관한 내용이다 요임금은 무위자연 사상에 입각해 선정을 베풀고 순임금은 효제의 원리에 입각해 선정을 베풀었다. 이 두 이야기가 군왕의 조건이었다. 그럼 이에 반대되는 패륜군주의 상징은 경국지색, 주지육림, 포락지형의 조건을 갖춘다.동양의 역사는 승자의 역사이다. 일례로 백제의 의자왕의 경우 즉위 16년까지는 선정을 베풀었다고 기록하나 그 이후 소위 삼천궁녀라 일컫는 궁녀들에게 둘러 쌓여 실정을 한다고 한다.이처럼 동양의 역사는 승자에게 유리하게 기록되어 왜곡되었다 볼 수 있다. 이런 내용들었다.
친사회적 행동 대인인지목 차■ 대인인지의 정의 ■ 대인인지의 특징 ■ 대인인지의 과정 ■ 암묵적 성격이론 ■ 대인인지의 의사거래분석 ■ 귀인이론■ 친사회적 행동의 정의 ■ 친사회적 행동의 발달 ■ 친사회적 행동이론 ■ 문화간 차이와 개인차 ■ 미디어 영향 ■ 방관자개입친사회적 행동의 정의■ 정의 : 누군가에게 이익이 되는 행위; 협조, 친애, 도움이 되는 행위 ■ 이타심 : 도움을 주는 사람에게 손해가 발생하지만, 누군가를 도우려는 욕구에 의해 동기화되는 친사회적 행동의 한 형태 ■ 친사회적 행동 : 남을 돕는 행동, 교통법규를 지키는 행동 환경을 보호하는 행동 등.친사회적 행동의 발달■ Freud Piaget의 아동에 대한 견해 → 친사회적 행동보다 반사회적 행동을 하는 아동의 경향성을 강조 ■ 공감 발달의 4가지 단계-Hoffman 이론 ▲ 1단계, 포괄적 공감(생후 1세경) → 비자발적인 반응을 보임 ▲ 2단계, 이기적 공감(생후 2세경) → 자아의 발달, 정서상태 구분하지 못함 ▲ 3단계, 다른 사람의 감정에 대한 공감(3세경) → 다양한 정서의 자각에 기초한 공감을 포함 ▲ 4단계, 다른 사람의 삶의 조건에 대한 공감(아동기) → 분리된 정체성을 자각하고, 행동을 통한 감정상태를 이해친사회적 행동이론■ 공감-이타심 가설론(Batson, Duncan, Ackerman 등) → 이타적 행동이 주로 공감에 의해 야기된다고 주장 ▲ 공감적 관심 : 타인의 디스트레스에 대해 동정, 디스트레스를 감소 시키려는 동기와 결합 ▲ 개인적 디스트레스 : 타인의 슬픔에 대한 불편하고 근심스러운 반응 ▲ 한계점 : 단기적인 이타적 행동에 초점을 맞춤. ■ 부적-상태 감소 모델(Cialdini, Schaller, Houlihan 등) → 이타적 행동이 타인으로 인한 슬픔을 감소시키고 싶기 때문이라고 주장 ▲ 슬픔이 감소되면, 공감적 관심은 이타적 행동을 일으키지 않음.문화간 차이와 개인차■ 개인주의 문화권 : 집단의 욕구보다는 개인의 욕구가 강조되는 사회 ■ 집단주의 문화권 : 개인의 욕구보다는 집단의 욕구가 강조되는 사회 ■ Eisenberg, Mussen(1989)의 아동의 이타적 행동에 관한 연구 → 문화마다 큰 차이 존재이타적 아동의(%)미디어 영향■ 친사회적 행동 동영상■ Friedrich와 Stein의 연구 친사회적인 TV프로그램을 시청하였던 아동들이 중립적, 공격적인 내용의 다른 프로그램을 시청하였던 아동들보다 도움행동을 더 많이 보임방관자 개입■ Kitty Genovese의 사례 → 38명의 목격자가 있었지만 Kitty Genovese가 살해되는 동안 단 한 사람만이 경찰에 신고한 사건. ■ John Darley Bibb Latane의 연구반응비율(%)45초 이내 반응 비율→ 목격자 또는 방관자가 자신이 유일하다고 할 때 더 빠른 반응을 보임대인인지대인인지의 정의■ 대인인지(person perception) 다른 사람에 관한 정보거리로부터 그 사람의 성격, 감정, 의도, 욕구 능력 등 사람의 내면에 있는 특성과 심리과정을 추론하는 것. ▲ 타인에 대한 자기 느낌 ▲ 자기에 대해 반응하는 대상에 대한 감각적 정보 ▲ 타인의 내면적 특징이나 심리적 과정 ▲ 인지의 객체는 타자이며 행위주체대인인지의 특징■ 자신의 요구와 의지를 통제ᆞ변화가 가능하여 반응에 변화 → 예측이 어려움 ■ 사람의 내면정보를 정확히 파악하기 어려움 ■ 인지자에 의해서 다른 답이 나오는 경우가 있음. → 인지자가 상대 파악 시 성격,태도, 과거의 경험, 상대와의 관계성 등에 영향 ■ 동시에 인지자와 인지의 대상자가 될 수 있음.대인인지의 과정■ Schneider 등은 대인인지의 과정을 6개의 과정으로 설명했다.①주목 (attention)②속사판단 (snap judgement)③귀속,귀인 (attribution)⑥장래행동의 예측 (predication of future behavior)⑤인상형성 (impression formation)④연관특성의 추론 (trait implication)타인의 존재 인식행동원인으로특성추론얻은 정보로 판단(주관적)특성을 추측하는 단계인지된 특성으로 전반적인 인상 형성특성을 종합적으로 판단 행동예측암묵적 성격이론■ 정의 : 어떤 개인이 특별한 성격 특성 하나를 가지고 있다면 이와 관련된 여러 다른 특성들도 가지고 있을 것이라는 가정 ■ 초두효과 : 타인에 대한 우리의 생각이 결정되는데 나중 인상보다는 처음 인상이 더 중요하다는 현상초기정보의 영향력판단의 중요성시간제한 없음 시간제한 있음크다작다4.97.057.57.9출처 : Kruglanski Freund (1983)■ 신근성 효과 : 시간적으로 나중에 제시된 정보가 잘 기억되고 이에 따라서 인상형성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것대인인지의 의사거래 분석■ 현대의 일반 상담법 중 가장 널리 알려지고 수용되는 방법 ■ E.Berne(1964)에 의하여 개발- T.Harris(1969)가 일반화함 ■ E.Berne의 P-A-C 모델 ▲ Parent ego state : 자아 안에 어버이와 같은 역할을 하는 요소 내제 - 비판적태도를 취함. ▲ Adult ego state : 합리적 사고, 정보처리과정, 현실검증, 의사결정의 행동으로 나타남. - 합리적인 것을 추구 ▲ Child ego state : 어린이와 같은 감정에 의해 지배받는 상태귀인이론■ 정의 : 타인 행동의 원인에 대한 우리의 신념 ■ 내부귀인 : 어떤 사람의 행동이 그의 성격 또는 특성들 때문이라고 결정할 때 발생 ■ 외부귀인 : 어떤 사람의 행동을 현재 상황에 귀인할 때 발생 ■ Kelley의 귀인이론 ▲ 공변량 원칙 : 어떤 사람의 행동은 그 행동이 관찰될 때 존재하는 요인들과 행동이 관찰되지 않을 때 부재하는 요인들 때문이라고 결정하는 것 ex) 모든 사람이 A를 무례하게 대한다. B는 과거에 항상 A를 무례하게 대했다. B는 다른 사람들에게는 무례하게 굴지 않는다. → B의 행동을 그녀 자신의 불친절함보다는 A의 불친절함에 귀인한다.Reference■ “현대 사회 심리학”, 이광자, 엄신자, 전신현 공저, 아세아문화사 ■ “간단 명료한 심리학. 2nd edition”. Michael W. Eysenck 저, 시그마프레스 ■ “사회심리학의 이해”, 한규석 저, 학지사 ■ 동영상 : 한국방송광고공사 www.kobaco.co.kr{nameOfApplication=Show}
실험 보고서제목 : 탄소강의 냉각속도 차이로 인한조직관찰 및 경도 측정1. 실험목적탄소강의 냉각속도 차이에 따른 미세조직 관찰 및 경도를 측정하여냉각속도가 탄소강 조직 및 기계적 특성에 미치는 영향을 분석2. 실험관련 기기(1) 로크웰경도기1) : 로크웰 경도는 강구 또는 다이아몬드형 원뿔을시험편에 압입할 때 생기는 압입된 자리의 깊이에 의해 나타낸다.강구는 지름 1/16″(1.5875㎜) 또는 1/18″의 것을 사용하고,다이아몬드 원뿔은 꼭지각이 120°의 것이 사용되며, 하중은 60㎏, 100㎏, 150㎏의 일정하중이 사용된다. 이렇게 압입자와 하중의조합으로 각각 여러 가지 스케일(scale)로 불리어지며 사용처가구분된다. 표 2.1은 로크웰 경도의 각종 스케일과 적용재료를표시한다.스케일압입자하중(㎏)적용재료H1/8″ 강구60대단히 연한 재료E1/8″ 강구100대단히 연한 재료K1/8″ 강구150연한재료F1/16″ 강구60백색 합금등의 연한 재료B1/16″ 강구100강 등의 비교적 단단한 재료G1/16″ 강구150강 등의 비교적 단단한 재료A다이아몬드원뿔60초경합금 등의 단단한 재료D다이아몬드원뿔100초경합금 등의 단단한 재료C다이아몬드원뿔150극히 단단한 재료표 2. 1 로크웰 경도의 각종 스케일이 밖에도 1/4″, 1/2″ 등의 강구나 15㎏, 30㎏, 45㎏ 등의 하중을쓰는 여러 가지 특수한 스케일도 정해져 있으나 널리 사용되고 있는것은 B스케일(scale), C스케일이다.로크웰 경도는 압입된 자리의 깊이가 직접 경도를 나타내므로 측정할때의 조건을 일정하게 하기 위하여 예비 하중을 10㎏으로 하고,이때 지시침을 0점(zero point)에 조절한다. 그후 본하중을 작용시키고 하중이 제거되면 로크웰 경도값으로 표시되는 자국의 깊이가그림 2.4의 지시계(dial indicator)에 나타난다.그림 2.5는로크웰 경도기 사용 예를 보여준 것이다.그림 2.1 로크웰 다이얼의 예그림 2.2 로크웰 경도(B스케일)의 측정(2) 광학 현미경1) : 대개의 경우는 과대물렌즈와 관찰할 시료 사이의 매질의 굴절률에 의하여 결정되는수치로서 약자로 NA로 쓰며 대물렌즈통에 그 값이 기록된다)의500∼1,000배가 되도록 하는 것이 좋다. 해상력은 그것으로식별되는 두 점의 최소거리 d로 표시되며, 조명광의 파장을λ, 대물렌즈의 개구수를 a라고 하면, d=λ/a로 주어진다.따라서 파장이 짧은 빛으로 조명할수록, 또한 개구수가 큰대물렌즈를 사용할수록 해상력은 좋아진다. 건조계(乾燥系)대물렌즈의 개구수는 0.05∼0.95의 범위이고, 렌즈와 시료 사이를액체로 채워 개구수를 높이는 액체계 대물렌즈도 1.4가 최고이므로 보통의 현미경의 해상력은 고작 0.4μm 정도이다.4) 취급방법현미경 취급 시 일반적인 주의사항은 충격, 먼지, 습기, 직사태양광을 피하며 렌즈에 붙은 먼지는 부드러운 붓이나 깃털로써가볍게 털며, 더러워진 것은 붕대천이나 부드러운 종이로가볍게 닦아내는 것이다. 운반할 때는 한 손으로 손잡이를잡고 다른 손으로 다리를 받쳐 들고 운반한다. 현미경의조작은 일반적으로 다음의 순서를 따른다.① 배율을 정하고(저배율로부터 시작하여 고배율로 한다),경통을 높이 올려 먼저 접안렌즈를, 다음 대물렌즈를 장치한다(이 순서를 반대로 하면 대물렌즈의 윗면에 먼지가 끼기 쉽다).② 경통을 조절하여 표준 통길이로 한다.③ 접안렌즈를 들여다보며 반사경을 움직여 시야가 가장 밝고그리고 밝기가 균일하게 조절한다(자연광을 광원으로할 때에는 직사태양광을 피하도록 한다).④ 옆에서 보면서 경통을 내려 대물렌즈의 아래끝의 렌즈를가능한 한 시료에 가까이 놓고, 다음 접안렌즈를 들여다보며경통을 조금씩 올리며 상이 선명한 곳에서 정지한다.(접안렌즈를 들여다보지 않는 눈도 뜬 채로 행한다)※액침법(液浸法)대물렌즈의 개구수를 증가해서 해상력을 높이기 위해 굴절률이공기보다도 큰 액체로 대물렌즈의 끝렌즈와 시료 사이를채우는 방법이다. 여기에는 특별히 만든 액침용 대물렌즈를사용한다. 물을 사용하는 수첨법(水添法)과 기름을 사용하는유침법(油浸法)이 있으며, 보통 굴절률이 렌 관계를 나타낸것이다. 0.8% 부근에서 담금질의 효과는 최대로 되고,그 이상 탄소를 증가시키더라도 경도는 변하지 않는다.또, 0.2 %이하의 탄소로서는 효과가 없다. 200℃ 부근의뜨임 온도에서 강도, 경도가 증가하는 것은, 남아 있던오스테나이트가 마르텐자이트로 변하기 때문이다.마.강 중의 불순물의 영향 : 탄소강은 0.06 % 이하 S, 0.07%이하 P, 0.1∼0.5% Si, 0.2∼l.0 % Mn을 함유하는 이외에,비금속 개재물도 존재하여 강의 기계적 성질에 큰 영향을끼친다. 중요한 불순물의 영향을 들면 다음과 같다.㉠망간(Mn) - 망간은 원료인 선철 중에 포함되어 있을 뿐만아니라, 제강할 때 탈산제로 주어지므로 강 중에 존재한다.망간은 강 중의 황, 산소와 화합하여 MnS, MnO로 되어황, 산소의 나쁜 영향을 완화하고, 강 중에 녹아 있는망간은 어느 정도까지 강의 경도, 인장 강도를 증가하여좋은 영향을 준다.㉡규소(Si) - 규소도 선철 및 탈산제에 포함되어 있던 것이남아 있어 강중에 존재한다. 강의 인장 강도와 경도를크게 하고, 연신, 충격값을 감소시킨다.㉢인 (P) - 인은 강의 입자를 조대하게 하고, 경도와 인장강도를 다소 증가시키나 연신이 줄고, 상온에서의 충격값이작아져서 가공할 때 균열이 생기기 쉽다. 즉, 이것은상온 메짐(cold shortness)이다.㉣황(S) - 황은 MnS로서 존재하며, 슬래그의 일종이다.망간의 양이 적으면 재질이 메진 FeS로 되어 결정립계에분포하고, 인장 강도, 연신, 충격값을 줄인다. 특히,고온에서 그 해가 크다. 즉, 이것은 고온 메짐 또는 적열메짐이다. 이상의 원소 외에도 강의 기계적 성질에 영향을주는 원소는 구리, 산소, 질소, 수소 등이 있다. 이상의기체 이외에도 비금속 개재물로서 여러 가지의 산화물,황화물 및 규소염 등이 강 중에 존재할 때에는 강의기계적 성질을 저하시키는 영향을 준다.3) 탄소강의 용도 :①특별 극연강 (C=0.02∼0.12 %) : 극연강 0.12 % 이하의 C인것은 극연강 또는께 6mm 이상* 중판 : 두께 1∼6mm를* 박 판 : 두께 lmm 이하* 흑철판 :열간 가공 후 교정 압연하여 다듬질한 것* 마강판 :열간 압연 후 60 % 내외로 냉간 압연하여 다듬질한 것* 저탄소강 : 강판에는 0.06~0.10% C 정도의 것.4) 탄소강의 평형 상태도와 조직 :탄소강은 철 Fe와 탄소 C의 이원 합금이다. 탄소가 철에용해되어 고용체를 만드는데 철과 화합한 화합물 Fe3C가되는 경우와, 유리(free)되어 흑연이 되는 경우가 있다.강의 경우에는 유리 흑연(free graphite)을 만드는 경우가없으며, 탄소강(carbon steel) 또는 보통강(plain carbonsteeI)은 Fe-C계의 이원 합금으로서, 강 속의 탄소 C는Fe3C(cementite)의 형태로 존재하기 때문에, Fe-C계 상태도의일부인 Fe-Fe3C계 상태도에 관하여 생각하는 경우가 일반적이다.아래그림은 Fe-C계 2원 합금 평형상태도이다. 실선은 Fe-Fe3C계,점선은 Fe-흑연계이며, 이렇게 함께 나타낸 것은 복평형상태도라고 한다. 본 상태도는 순철과 순탄소를 원료로 하는 합금을근거로 하여 만들어진 것이며, 옛적에 발표되어 있었던 상태도와는수치가 상당히 다른 곳이 있다. Fe에 6.68중량%의 C를 첨가하면조직은 모두 Fe3C가 되어 버려서 그 이상 첨가해도 이미합금으로서의 성질을 나타내지 않게 된다.그림 3-1 Fe-C계 강의 복평형상태도① 주된 단상영역과 2상 영역(a) BCEJ : 액상γ, (b) JESGN : γ단상, (c) EFKS : γ+ Fe3C,(d) GSP : γ+α, (e) PKMO : α+Fe3C, (f) GPO : α단상② 주된 상경계(a) GS선 : γ단상영역에서 냉각된 합금이 이 곡선 이하의온도가 되면 α를 석출하기 시작한다. 순철의 A3변태에상당하므로 A3선이라고 부른다.(b) ECF선 : 공정반응을 나타내는 선이며, 상률에 의해일정온도를 나타낸다.(c) SE선 : γ에 대한 Fe3C의 용해도 곡선이며, 통상 Acm선이라고 불린다.라고도 하는데, 이전에는‘소둔’(燒鈍)이라고 하였다.상변화(相變化)가 온도의 오르내림에 따라 일어나는 재료에서는충분한 시간에 걸쳐서 천천히 냉각시킴으로서 상태도에 나타난것만큼의 변화를 전부 완료시켜서 안정된 평형상태로 한다. 풀림하여 얻을 수 있는 상태는 그 재료에 있어서 가장 부드러운 상태일 때가 많다. 이 때문에 석출경화형(析出硬化型)합금인 베릴륨 구리에서는 완전히 고용(固溶)되는 온도까지가열해서 급랭하여, 과포화고용체(過飽和固溶體)를 얻으면,그 합금에서의 가장 연한 상태가 되기 때문에, 이 조작을용체화(溶體化) 담금질, 또는 용체화 풀림(solution annealing)이라고도 한다.②뜨임(tempering) : 강철가공조작의 하나.강철을 담금질하면 경도는 커지나 메지기 쉬우므로 이를 적당한온도로 재가열했다가 공기 속에서 냉각, 조직을 연화?안정시켜 내부 응력(應力)을 없애는 조작인데 소려(燒戾)라고도한다. 강철을 담금질한 후, 온도가 내려감에 따라 일어날변화를 급랭(急冷)함으로써 일부 또는 전부를 저지하고,다시 비교적 낮은 온도로 적당한 시간 가열하여 저지해 놓은변화를 임의의 상태까지 진행시키는 일을 말한다.뜨임 처리는 담금질한 재료의 메짐을 없애고 강인성을 주기위해서 하는 경우와 담금질 경도(硬度)를 더욱 높이기 위해서 하는 경우가 있다. 탄소강의 경우는 경화시킨 것을200℃ 이상으로 가열하여 처리하면 메짐은 감소되고 강인화되며, 15∼200℃에서 뜨임 처리를 하면 더욱 단단해진다.또, 고속도강의 뜨임 처리는 재료를 더욱 경화시키기 위해서 하며, 약 600℃ 전후에서 실시한다.원래는 강의 열처리용어였지만, 오늘날에는 시효성 합금(時效性合金) 등을 용체화(熔體化)한 후, 급랭해서 변화를저지하고 과포화 고용체(過飽化固溶體)를 만들어 합금 내부에서 충분히 확산이 일어나는 온도로 가열하여 원하는 성질을 얻는 가열처리도 포함시킨다.③ 뜨임시효(tempering aging) : 금속재료의 여러 성질 중어느 하나가 변화하여, 일반적으로 조건에 알맞은 방향으로변화 위하여