(기술) 아날로그 디지털 변환기(ADC)-27문제(202403, 고3 대비)
디지털카메라는 피사체에 반사된 빛이 렌즈를 통해 ㉠이미지 센서에 피사체의 상이 맺히도록 만들고, 이 상을 이미지 데이터로 변환하여 한 장의 사진으로 저장한다. 이미지 센서에서 상이 맺히는 곳은 많은 수의 아주 작은 화소가 격자 모양으로 배열된 ‘화소 평면’이다. 여기에 피사체의 상이 맺힐 때, 화소 각각의 위치에서 얻어진 빛의 밝기를 나타내는 데이터의 배열이 한 장의 사진이 된다.
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(과학 기술 6) 골딩햄의 음속 측정-34문제(2025학년도 수능특강 대비)
1635년에 가상디는 빛의 속력이 무한대라는 가정하에 멀리에서 쏜 대포의 불빛과 소리가 도달하는 시간의 차이를 잼으로써 음속을 측정하고자 했다. 그는 대포에서 관측자까지의 거리를 대포의 불빛을 본 후에 대포 소리가 들리기까지 경과한 시간으로 나눔으로써 음속을 계산했던 것이다. 그가 측정 결과로부터 얻은 값, 즉 음속의 측정값은 478.4m/s로 오늘날 알려진 실젯값보다 상당히 컸다. 이후 메르센은 448.2m/s, 보렐리와 비비아니는 349.8m/s 등 실젯값에 더 가까운 측정값을 내놓았지만 여전히 오차는 컸다. 1738년에 파리 과학 아카데미는 0℃로 환산했을 때 332m/s로 실젯값에 매우 근사한 값을 얻었다. 이때까지 음속 측정은 온도, 습도, 기압, 바람의 방향이 음속에 미치는 효과를 엄밀하게 고려하지 않았다.
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(과학 기술 5) 암세포의 증식-45문제(2025학년도 수능특강 대비)
인간의 몸은 생물체를 이루는 기본 단위인 세포로 이루어져 있다. 세포는 성장과 증식의 과정을 거치는 데, 이 과정에서 돌연변이 세포가 발생할 수 있다. 어떤 돌연변이 세포는 빠른 성장과 침윤성* 성장을 보이고, 성장이 억제되지 않아 과대하게 증식하면서 체내 각 부위에 확산되고 전이되어 생명의 위험을 초래하는 악성 종양이 되는 경우가 있는데, 이 악성 종양이 암이다. 암은 한 개의 정상 세포에서 발생한 돌연변이 세포가 성장하고 증식하는 과정에서 전이 능력이 강하고 빠른 돌연변이 세포들이 발생하여 축적된 것이다. 정상 세포에는 성장과 증식 과정을 조절하는 기제가 있다.
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(과학) 소리의 높낮이 지각-33문제(202403, 고2 대비)
귀 안쪽에 위치하는 달팽이관은 림프액이 차 있는 달팽이 모양의 청각 기관이다. <그림>은 달팽이관의 횡단면을 확대한 것이다. 달팽이관 안에는 관의 모양을 ⓐ따라 기저막이라는 긴 막이 존재하며, 기저막 위로는 털 세포가 배열되어 있다. 기저막과 털 세포는 소리의 높낮이를 지각하는 데 있어서 중요한 역할을 한다.
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(과학 기술 4) 군집의 다양도 지수와 천이-35문제(2025학년도 수능특강 대비)
생태학에서는 식물 군집이나 조류 군집처럼 일정한 공간 내에 존재하는 모든 종의 무리를 군집이라고 정의한다. 군집에 대해 이해하고 분석하는 데 있어 가장 단순한 척도는 군집 내에서 일정한 면적 안에 있는 종의 수, 즉 종 풍부도이다. 그러나 군집을 구성하고 있는 각 종의 1개체 수가 모두 동일한 것은 아니기 때문에 종 풍부도만으로 군집의 특성을 설명하기는 어렵다. 이를 보완하기 위해 특정한 표본구에 있는 모든 개체 수를 헤아리고 각 종이 차지하는 개체 수를 따져 각 종이 차지하는 비율을 구하는데, 이 척도를 상대 풍부도라고 한다.
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(과학 기술 3) 미세 조류와 바이오 연료-39문제(2025학년도 수능특강 대비)
바이오 연료는 바이오매스로부터 생산되는 연료로 길고 느린 자연적 과정을 거쳐 생성되는 화석 연료와 달리 짧고 빠른 인위적 과정을 거쳐 생산된다. 바이오매스란 살아 있거나 죽은 지 얼마 안 되는 유기체와 그 부산물을 지칭하는 것으로 식물인 조류에서 동물의 배설물까지 이에 포함된다. 바이오 연료는 기존 화석 연료에 비해 일산화 탄소, 미세 먼지, 탄화수소, 독성 물질 등 대기 오염 물질 배출이 상당히 적다. 또한 바이오 연료를 연소할 때 발생하는 이산화 탄소의 양은 화석 연료보다 별로 적지 않지만 방출된 이산화 탄소가 바이오 연료의 원천이 되는 식물의 광합성 과정에서 식물에 흡수되므로 대기 중으로의 이산화 탄소 순 배출량을 크게 줄인다.
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(기술) 나이테의 고고학-40문제(202403, 고1 대비)
사계절이 뚜렷한 곳에서 자라는 나무는 매해 하나씩 나이테를 만들기 때문에 나이테를 세면 나무의 나이를 알 수 있다. 그렇다면 나이테는 단순히 나무의 나이를 알기 위해서만 활용되는 것일까? 그렇지 않다. 나이테는 현재 남아 있는 다양한 목제 유물들이 언제 만들어졌는지 그 제작 연도를 ⓐ규명하는 데도 활용되고 있다.
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(과학 기술 2) 무한 개념의 발전 과정-42문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-113-24-02-088611612] 인간은 오래전부터 무한에 대해 ⓐ생각하였다. 무한은 원래 유한한 것의 반대 개념으로 만들어졌고 이러한 관점대로라면 무한은 세상의 모든 현실적 존재의 유한성을 부정하는 개념이 된다. 이러한 생각은 모든 인간의 직관을 ⓑ뛰어넘는 압도적인 것이었기 때문에 고대인들은 무한을 받아들이지 않고 회피하려고 하였다. 하지만 무한을 과학적, 수학적으로 분석하려는 시도로 인해 무한에 대한 사람들의 인식은 많은 변화를 거듭하여 현재에 이르고 있다.
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(과학 기술 1) 인공 지능과 기계 학습-34문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-113-24-02-088611541] 기계 학습은 인공 지능의 하위 범주로, 인간이 학습하듯이 컴퓨터에도 데이터들을 주고 학습하게 함으로써 스스로 규칙을 찾는 방법들을 의미한다. 예를 들어 컴퓨터가 데이터를 학습하여 ‘A라는 병에 걸린 사람은 대부분 열이 많이 나고 오한이 있고 구토 증상이 있었다.’라는 규칙을 찾아 병을 진단하는 등의 방법이다.
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(기술) 위치 측정 기술-39문제(201909, 고3 평가원 대비)
[I410-111-24-02-088582381] 스마트폰은 다양한 위치 측정 기술을 활용하여 여러 지형 환경에서 위치를 측정한다. 위치에는 절대 위치와 상대 위치가 있다. 절대 위치는 위도, 경도 등으로 표시된 위치이고, 상대 위치는 특정한 위치를 기준으로 한 상대적인 위치이다. 실외에서는 주로 스마트폰 단말기에 내장된 GPS(위성항법장치)나 IMU(관성측정장치)를 사용한다. GPS는 위성으로부터 오는 신호를 이용하여 절대 위치를 측정한다. GPS는 위치 오차가 시간에 따라 누적되지 않는다.
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(기술) 양자암호통신 개요 및 기술 동향-35문제(201907, 고3 대비)
[I410-111-24-02-088582069] 온라인 전자 상거래나 공인 인증이 일상화되면서 보안을 위해 메시지를 암호화하여 주고받는 암호통신의 중요성이 강조되고 있다. 암호통신에서 가장 핵심적인 문제 중 하나는 메시지를 암호화하거나 이를 다시 원래의 메시지로 복호화하는 데 필요한 키를 암호통신의 대상자인 송·수신자가 어떻게 안전하게 주고받느냐에 대한 것이다. 이러한 암호통신은 암호화나 복호화에 필요한 키를 관리하는 방식에 따라 크게 ㉠대칭키 방식과 ㉡공개키 방식으로 구분된다.
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(과학) 개체성과 공생발생설-43문제(201906, 고3 대비)
[I410-113-24-02-088186632] 우리는 한 대의 자동차는 개체라고 하지만 바닷물을 개체라고하지는 않는다. 어떤 부분들이 모여 하나의 개체를 ⓐ이룬다고 할 때 이를 개체라고 부를 수 있는 조건은 무엇일까? 일단 부분들 사이의 유사성은 개체성의 조건이 될 수 없다. 가령 일란성 쌍둥이인 두 사람은 DNA 염기 서열과 외모도 같지만 동일한 개체는 아니다. 그래서 부분들의 강한 유기적 상호작용이 그 조건으로 흔히 제시된다. 하나의 개체를 구성하는 부분들은 외부 존재가 개체에 영향을 주는 것과는 비교할 수 없이 강한 방식으로 서로 영향을 주고받는다.
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(과학 기술) 전기자동차-32문제(201904, 고3 대비)
[I410-113-24-02-088185788] 전기 자동차는 친환경 자동차로 주목받고 있지만 한 번 충전으로 운행할 수 있는 거리가 짧다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위한 장치 중 하나가 회생제동 장치이다. 일반적으로 제동 장치는 자동차를 멈추게 하거나 속력을 줄이는 기능을 하는데, 회생제동 장치는 제동의 기능을 하는 동시에 이 과정에서 버려지는 에너지를 자동차의 운행에 다시 사용할 수 있게 해 준다.
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(기술) OTP 인증 기술 최신 동향 및 발전 방향-37문제(201903, 고3 대비)
[I410-113-24-02-088185233] 인터넷 뱅킹이나 전자 상거래를 할 때 온라인상에서 사용자 인증은 필수적이다. 정당한 사용자인지를 인증받는 흔한 방법은 아이디(ID)와 비밀번호를 입력하는 것으로, 사용자가 특정한 정보를 알고 있는지 확인하는 방식이다. 그러나 이러한 방식은 고정된 정보를 반복적으로 사용하기 때문에 정보가 노출될 수 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 개발된 인증 기법이 OTP(One-Time Password, 일회용 비밀번호) 기술이다. OTP 기술은 사용자가 금융 거래 인증을 받고자 할 때마다 해당 기관에서 발급한 OTP발생기를 통해 새로운 비밀번호를 생성하여 인증받는 방식이다.
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(기술) OLED의 구조와 발광 원리-43문제(202007, 고3 대비)
[I410-113-24-02-088183908] OLED(Organic Light Emitting Diode)란 LED의 발광층에 전기에너지를 받으면 특정한 색의 빛을 내는 유기물질을 넣은 것을 말한다. 가장 기본이 되는 ㉠ RGB-OLED는 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 서브픽셀 세 개가 모여 하나의 픽셀을 이룬다. 서브픽셀은 전자를 주입해주는 음극, 전자와 정공*이 만나 빛을 만들어내는 발광층, 정공을 주입해주는 양극 등이 순서대로 다층 구조를 이루고 있는데 서브픽셀마다 일종의 밸브 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT)가 양극(+) 쪽에 위치하고 있어 전류를 차단하거나 통하게 하고 전류량을 조절한다. 서브픽셀을 모두 끄면 검은색을, 모두 켜면 흰색을 만들어 낼 수 있고 서브픽셀의 전류량을 조절해 빛의 양을 적절히 배합하면 다양한 색상의 빛을 표현해 낼 수 있다.
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(과학 기술) 액체 추진제 로켓의 연소 불안정-38문제(202311, 고2 대비)
[I410-113-24-02-088183506] 로켓의 안정적인 비행을 위해 연소 불안정은 반드시 해결해야 하는 문제이다. 연소 불안정은 연소가 원활히 이루어지지 않는 현상으로, 로켓에서는 연소실의 압력 진동이 비정상적으로 증폭되는 연소 불안정이 나타날 수 있다. 액체 추진제 로켓의 연소 과정을 바탕으로 연소 불안정에 대해 알아보자.
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(과학) 해양에너지-30문제(202311, 고1 대비)
(I410-113-24-02-088005141) 최근 해양에서 얻을 수 있는 재생 에너지원에 대한 관심이 커지면서 해양 온도차 발전이 주목받고 있다. 해양에서는 태양열을 흡수한 정도에 따라, 수심이 얕은 표층수와 수심이 깊은 심층수 사이에 온도 차이가 발생한다. 일반적으로 해양 온도차 발전은 약 20℃를 유지하는 표층수로 냉매를 가열하고, 약 4℃를 유지하는 심층수로 냉매를 냉각하는 과정을 반복하여 전력을 생산한다. 이 과정에서 냉매는 발전 설비를 순환하면서 열전달을 통해 기화와 액화를 반복한다. 이때 열전달이란 고온부의 열에너지가 저온부로 전달되는 현상으로, 열전달량은 열을 전달하는 면적과 온도 차이에 비례한다.
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(과학) 유체역학-28문제(202004, 고3 대비)
(I410-113-24-02-088004975) 일반적으로 액체나 기체처럼 물질을 구성하고 있는 입자가 쉽게 움직이거나 입자 간의 상대적인 위치를 쉽게 변화시킬 수 있는 물질을 유체라고 ㉠부른다. 유체에 작용하는 힘과 유체의 운동 원리를 ㉡다루는 유체역학에서는 응력과 점성이라는 개념을 사용하여 유체의 특성을 설명한다.
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(기술) 영상 안정화 기술-28문제(202006, 고3 평가원 대비)
(I410-113-24-02-088004215) 일반 사용자가 디지털 카메라를 들고 촬영하면 손의 미세한 떨림으로 인해 영상이 번져 흐려지고, 걷거나 뛰면서 촬영하면 식별하기 힘들 정도로 영상이 흔들리게 된다. 흔들림에 의한 영향을 최소화하는 기술이 영상 안정화 기술이다. 영상 안정화 기술에는 빛을 이용하는 광학적 기술과 소프트웨어를 이용하는 디지털 기술 등이 있다. 광학 영상 안정화(OIS) 기술을 사용하는 카메라 모듈은 렌즈 모듈, 이미지 센서, 자이로센서, 제어 장치, 렌즈를 움직이는 장치로 구성되어 있다. 렌즈 모듈은 보정용 렌즈들을 포함한 여러 개의 렌즈들로 구성된다.
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(과학 기술) 현가장치 스프링과 쇼크업소버-32문제(201711, 고2 대비)
(I410-113-24-02-088003852) 선반에 고정된 스프링 끝에 추를 매달면 추의 무게와 스프링이 추를 당기는 힘이 같아지는 지점에서 추는 멈추게 된다. 이 상태에서 추를 아래로 잡아당겨 보자. 추를 당기는 힘으로 인해 스프링은 늘어나는데 아래로 잡아당길수록 더 큰 힘이 필요하다. 이는 추를 당기는 힘에 대항하는 스프링의 탄성력 때문이다. 탄성력이란 고무줄이나 스프링같이 탄성을 가진 물체가 원래의 모양으로 되돌아가려는 힘이며, 길이를 늘이거나 압축하는 방향의 반대 방향으로 작용한다. 당겼던 추를 놓으면 탄성력에 의해 추는 상하로 진동하다가 추를 당기기 전과 동일한 지점에서 멈추게 된다. 이 지점을 평형점이라고 한다.
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(기술) 유형거의 구조와 특징-30문제(201806, 고2 대비)
(I410-113-24-02-088003709) 정조 임금이 애초 10년을 잡았던 수원 화성 공사를 2년 7개월 만에 끝낼 수 있었던 까닭은 무엇일까? 그것은 정약용이 발명한 ‘유형거(游衡車)’라는 특별한 수레 덕분이었다. '화성성역의궤'의 기록에 따르면 성을 쌓는 돌을 운반할 때 유형거를 이용함으로써 공사 기간을 단축하고 비용도 크게 절약할 수 있었다고 한다.
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(과학) 관성 항법 장치(가속도 센서와 자이로스코프)-33문제(201811, 고2 대비)
(I410-113-24-02-088018077) 자동 조종 장치는 조종사가 비행 전에 미리 입력한 데이터에 따라 자동으로 비행 경로 및 고도를 유지해 주는 장치이다. 자동 조종 장치에서 관성 항법 장치라고 불리는 감지 센서는, 다양한 비행 상황에 대응하기 위해 비행기의 이동 방향, 이동 거리, 속도 등을 지속적으로 정확하게 측정하는 역할을 한다. 이 장치의 핵심은 가속도 센서와 자이로스코프인데, 이를 통해 측정된 값을 계산하여 운항 정보를 파악함으로써 비행기가 정해진 경로로 운항할 수 있게 되는 것이다.
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(기술) 데이터에서 곁측치와 이상치의 처리 방법-27문제(2024학년도 수능 기출 대비)
(I410-113-24-02-088017687) 데이터를 처리할 때 데이터의 정확성은 매우 중요하다. 그런데 데이터에 결측치와 이상치가 포함되면 데이터의 특징을 제대로 ⓐ나타내기 어렵다. 결측치는 데이터 값이 ⓑ빠져 있는 것이다. 결측치를 처리하는 방법 중 하나인 대체는 다른 값으로 결측치를 채우는 것인데, 대체하는 값으로는 평균, 중앙값, 최빈값을 많이 사용한다. 중앙값은 데이터를 크기순으로 정렬했을 때 중앙에 위치한 값이다. 크기가 같은 값이 복수일 경우에도 순위를 매겨 중앙값을 찾고, 데이터의 개수가 짝수이면 중앙에 있는 두 값의 평균이 중앙값이다. 또 최빈값은 데이터에 가장 많이 나타나는 값을 이른다. 일반적으로 데이터 값이 연속적인 수치이면 평균으로, 석차처럼 순위가 있는 값에는 중앙값으로, 직업과 같이 문자인 경우에는 최빈값으로 결측치를 대체한다.
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(과학 기술) 진공의 정의와 압력의 측정-27문제(2021학년도 수능특강 대비)
(I410-113-24-02-088017678) 진공청소기, 진공 포장, 진공 보온병 등과 같이 일상생활에서 사용하는 몇몇의 물건 이름에는 ‘진공(眞空)’이라는 단어가 포함되어 있다. 이와 같이 익숙하게 여겨지는 단어인 진공은 어떻게 정의할 수 있을까? 흔히 진공을 공기가 전혀 없는 상태를 가리킨다고 오해하기도 하지만 본래적 의미에서 진공은 물질이 전혀 없는 비어 있는 공간을 뜻한다. 진공에 대한 과학사의 논의는 아리스토텔레스로부터 시작한다. 진공의 존재를 부정했던 그는 ‘자연은 진공을 싫어한다.’라는 명제를 남긴 것으로 유명하다. 그는 두 가지 이유를 내세웠는데, 첫째로 더 이상 쪼개지지 않는 알갱이는 존재하지 않으며, 우주는 연속된 물질로 가득 차 있기 때문에 자연에는 진공이 존재하지 않는다고 주장한다. 둘째로 물체가 이동할 때는 언제나 매질 속을 통과하게 되고, 매질의 농도가 높을수록 그 저항 때문에 물체의 속도가 느려지는데, 만약 매질이 전혀 존재하지 않는 진공이란 것이 있다면 물체의 속도는 무한정 빨라지게 된다고 주장한다. 이러한 일은 실제로는 있을 수 없으므로 진공의 존재를 인정할 수 없다는 것이다.
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4-3. 감성 로봇, 신 종족의 출현-19문제(2015 개정 동아 독서)
(I410-113-24-02-088016420) 특히 감성 로봇은 홀로 사는 노인의 고독사, 일을 중시하고 혼자 사는 것을 선호하는 비혼(非婚)족의 증가, 여러 사정에 따른 가족 해체 등 현 사회가 직면한 문제에 대응할 수 있는 가장 적절한 해결책으로 주목받으면서 그 수요가 더욱 커질 전망이다.
