[2022개정 통합과학] 1. 과학의 기초 - 1

01. 과학의 기본량

 

제일 첫 단원은 과학의 기초에 관련한 내용입니다.

과학적 탐구, 연구를 하기위해 세상의 크기와 소통을 위한 약속들을 이해 할 필요가 있죠.

 

과학을 이해하는 첫걸음은 ‘어떤 세계를 보고 있는가’를 구분하는 것입니다. 원자·분자처럼 눈에 보이지 않을 만큼 작은 세계를 미시 세계라 하고, 나무·동물·행성처럼 우리가 직접 볼 수 있는 세계를 거시 세계라 합니다. 미시 세계는 양자 역학, 거시 세계는 고전 역학이라는 서로 다른 법칙으로 설명되며, 크기와 시간의 스케일에 따라 사용하는 이론과 도구가 달라집니다.

 

 

스케일을 숫자로 표현하면 차이가 더 뚜렷합니다. 원자의 크기는 수백 피코미터와 1/100억 초 같은 극도로 작은 단위로 다루고, 세포는 마이크로미터와 수십 일, 사람과 동물은 미터와 수십 년, 은하는 킬로파섹과 수억 년 단위를 사용합니다. 이렇게 “얼마나 작은지, 얼마나 큰지”를 먼저 정해야 어떤 측정 방법이 적절한지 결정할 수 있습니다.

여러 다른 크기의 세계를 설명하기 위해 다양 한 종류의 단위를 사용합니다. (kpc, km, mm, um, pm 등등)

 

이 세상을 표현하는 기본 도구가 바로 물리량과 단위입니다. 시간, 길이, 질량, 전류, 온도, 물질의 양, 광도는 다른 양으로 더 쪼갤 수 없는 기본량이며, 초(s), 미터(m), 킬로그램(kg), 암페어(A), 켈빈(K), 몰(mol), 칸델라(cd) 같은 국제 단위를 사용합니다. 부피(m³), 속력(m/s), 밀도(kg/m³)처럼 여러 기본량을 조합해 만든 양은 유도량이라고 부릅니다.

 

마지막으로, 수치가 너무 크거나 작을 때는 접두어를 붙여 간단히 나타냅니다. 나노(n, 10⁻⁹), 마이크로(μ, 10⁻⁶), 밀리(m, 10⁻³)는 작은 양을, 킬로(k, 10³), 메가(M, 10⁶), 기가(G), 테라(T)는 큰 양을 표현합니다. 예를 들어 0.000001 m 대신 1 μm, 1,000 m 대신 1 km라고 쓰면 훨씬 이해하기 쉬워집니다. 이처럼 기본량, 단위, 접두어, 그리고 스케일을 이해하는 것이 과학에서 모든 양을 정확하게 표현하고 서로 같은 언어로 소통하는 출발점입니다.