정의 차원은 크게 두 가지 정의가 있다. 하나는 물리량의 단위를 나타내고 비교할 때 사용되는 개념. 다른 하나는 공간에서 한 점의 위치를 결정하기 위해 필요한 축의 개수이다. 오늘은 후자로 정의되는 차원을 이야기할 것이다. 0차원은 위치의 기준으로 삼을 수 있는 축이 존재하지 않으므로 위치도 없고 방향도 없다. 따라서 0차원은 위치도 방향도 없는 점이다. 1차원은 하나의 축(방향)을 가지는 직선. 2차원은 두 개의 축(방향)을 가지는 면, 3차원은 세 개의 축(방향)을 가지는 입체가 된다. 상세 예를 들어 x = 1을 1, 2, 3차원 좌표계 각각에 표현한다면, 1차원 좌표계의 경우 축(방향)이 하나이므로 x방향으로 +1 위치에 있는 하나의 점으로 x = 1을 공간에 나타낼 수 있다. 2차원의 경우 공간..

물리학 사전 2024. 4. 11. 21:33

물리 혹은 수학 공부를 하다 보면 그래프를 그릴 일이 생긴다. 1차원이나 2차원 좌표계에서 그래프를 경우 함수가 복잡하지 않다면 상상하기도 쉽고 그리기도 비교적 어렵지 않지만 3차원의 경우 상상하기도 힘들고 손으로 잘 표현해 내는 것도 쉽지 않다. 하지만 파이썬 코딩을 통해 3차원에서 함수의 정확한 그래프를 구현할 수 있다. 그래프를 시각화하는 여러 소프트웨어가 있지만 오늘은 파이썬으로 3차원 그래프를 시각화하는 방법에 대해 알아본다. 본격적인 코딩을 시작하기 전에 먼저 필요한 라이브러리를 설치해야 한다. 크게 2가지 인데 하나는 matplotlib, 다른 하나는 numpy다. matplotlib 라이브러리는 정적이고 동적인 시각화 자료를 만들어주는 파이썬 라이브러리다. matplotlib에 대해 자세히..

파이썬과 물리학 2024. 3. 31. 11:32

벡터란 무엇일까? 내가 고등학생 시절 배운 벡터의 정의는 크기와 방향을 가지는 화살표였다. 그렇게 알고 여태껏 살아왔다. 하지만 물리를 제대로 공부하려고 보니 벡터를 제대로 알지 못하면 기본적인 물리 개념을 제대로 이해하는 것이 어렵다는 것을 깨닫고 이 참에 벡터에 대해 제대로 개념을 잡아 보려고 글을 썼다. 정의 일반적으로 고등학교 과정이나 대학 물리학 및 공학 분야에서 벡터는 크기와 방향을 가지는 물리량(a quantity with a magnitude and a direction)으로 정의된다. 이렇게 정의되는 벡터를 유클리드 벡터(Euclidean vector) 혹은 기하적 벡터(geometric vector)라고 한다. 유클리드 공간 그렇다면 유클리드 공간은 무엇일까? 유클리드 공간이란 유클리드..

물리학 사전 2024. 3. 23. 19:53

정전압 전원 방식 정전압 전원 방식이란 전기장치에 일정한 전압을 공급해 주는 방식을 의미한다. 정전압은 레귤레이터(Regulator)를 통해 일정 전압을 유지하는 방법이 있고 혹은 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 전원 공급 장치로 사용하는 경우 Constant Voltage Mode를 통해 정전압을 걸어주기도 한다. 정전압 전원 방식을 채택한 전자기기는 일정한 전압을 유지할 수 있기 때문에 해당 전압을 걸어주는 다른 기기와 연결 시 호환성과 안정성 측면에서 유리하다. 정전압 방식을 이용하는 대표적인 예가 USB다. USB 충전기는 5V의 정전압 방식으로 전원을 공급하며 이 방식을 이용해 컴퓨터, 휴대폰, 배터리 등 다양한 전자기기에 전원을 공급하거나 데이터를 전송한다. 오늘..

물리학 사전 2023. 12. 30. 23:59

정의 레이저(LASER)에 대해서는 많이들 들어봤을 것이다. 하지만 레이저가 정확히 무엇이고 어떤 원리로 만들어지는지에 대해서는 내가 잘 몰랐다. 그래서 이참에 공부한 내용을 끄적여본다. 레이저(LASER)는 Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation의 각 단어 앞글자를 딴 단어다. 직역하면 복사유도방출에 의한 빛 증폭이다. 레이저는 단일 파장의 빛으로, 하나의 직선 방향으로 진행하며 여러 방향으로 분산되지 않는다. 원리 레이저의 핵심원리는 복사에 의한 유도방출이다 (Stimulated emission of radiation). 유도방출이란 외부에서 전자기파가 복사되어 레이저 공진기 내에 있는 원자에 에너지를 전달하게 되면 전자의 에너지 준위가 올라..

물리학 사전 2023. 8. 18. 10:42

생물리학 혹은 생물물리학이라고 하는 이 학문은 영어로 Biophysics 혹은 Biological Physics라고 한다. 이 학문은 생물학적 현상과 구조를 물리학적인 관점에서 해석하고 연구하는 학문이다. 실제로 이 분야를 연구해서 노벨상을 받은 학자들이 있어 더욱 각광받고 있는 학문이다. 주로 다루는 내용들은 분자 수준에서의 생물학적 상호작용, 생체 조직과 기관의 역학, 신경신호 전달 등 다양한 주제를 다루며, 이를 통해 질병의 원인과 치료 방법에 대한 이해를 개발하는 데도 활용된다. 우리나라의 경우 생물물리학을 전문으로 다루는 학부는 거의 없다. 물리적 방법론을 생명현상에 적용하는 학문이기 때문에 학부생 정도 수준의 물리 지식은 이미 알고있다는 전제하에 교과 내용이 진행되기 때문에 학부가 따로 있는 ..

물리학 사전 2023. 5. 20. 00:33

매번 물리학 공부건 다른 공부건 공부는 참 실행하기 어렵고 재미가 없다. 매번 시간 나면 공부해야지 마음을 굳게 먹어도 막상 시간이 나면 공부는 안하고 영화보고 게임하고 딴 짓하기 일쑤다. 그래서 오늘은 왜 물리 공부가 하기 싫은지 개인적으로 원인을 생각해보고 원인을 알면 해결책이 보일테니 해결책도 생각해보는 시간을 가져보고자 한다. ※ 지극히 주관적인 견해이니 사실과 다를 수 있습니다. 물리 공부가 재미 없는 이유 1. 너무 어렵다. 말 그대로 어렵다. 왜 어려울까? 내가 어렵다고 느끼는 부분을 잘 살펴보면 책 혹은 교수님이 자연스럽게 말씀하시는 물리적 개념과 수학적 개념에 대해 잘못 알고 있거나 모르고 있는 개념이 많을수록 더 어렵다고 느낀다. 구체적으로 예를 들면 고전역학에서 복원력에 대해 배운다고..

물리학 잡담 2023. 4. 29. 21:31

오랜만에 인사드립니다. 오늘은 힘든 나날을 보내고 계신 여러분들에게 따뜻한 위로와 교훈이 될만한 물리학자들의 명언을 소개해 드리고자 합니다. 이 글을 읽는 여러분들 모두 잘 되실거고 행복하시길 바랍니다. 알베르트 아인슈타인 우리 모두는 초대장도 없이, 비자발적으로 지구에 온 방문객이다. 하지만 나에겐 이 비밀조차 감탄스러울 따름이다. 성공한 사람보다는 가치 있는 사람이 되려 하라. 자신의 운명을 설계하는 것은 바로 나 자신이다. 마이클 패러데이 실패한 실험 같은 것은 없고, 예상치 못한 결과의 실험만 있을 뿐이다. 중요한 것은 모든 것을 조용히 받아들일 줄 아는 것이다. 자신이 옳다고 확신하는 사람은 거의 틀림없이 틀릴 것이다. 아이작 뉴튼 굳은 인내와 노력이 없었던 천재는 이 세상에 존재하지 않았다. ..

물리학 잡담 2023. 3. 26. 16:09