(주제 통합 9) 몬텔리우스 형식학-해설(2022학년도 수능 특강)
이 글은 계통수 원리를 고고학 분야에 도입하여 확립한 몬텔리우스 형식학에 대해 설명하고 있다. 생물 계통수의 원리는 고고학 분야로 적용되어 고고학자도 유물의 형식이 진화론의 계통수처럼 작성될 수 있다고 보았다. 몬텔리우스 형식학에서는 자연 과학자가 진화론적 생물종을 구별하듯이 유물의 형식도 시대에 따라 구별할 수 있다고 전제하고 생물종이 계통적으로 진화하는 것처럼 유물의 형식은 방향성을 가지고 진화한다고 보았다. 몬텔리우스는 이를 바탕으로 고대 도끼의 형태를 관찰함으로써 사용 시기와 진화 과정을 추정하였다.
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(주제 통합 9) 생물 계통수-해설(2022학년도 수능 특강)
이 글은 생물 분류학 분야 확립의 토대가 된 계통수의 작성 원리를 소개하고 있다. 생물 계통수를 그리기 위해서는 종간의 유연관계가 멀고 가까움을 파악해야 하는데, 이때 생물종의 형질을 파악해야 한다. 형질을 근거로 해서 계통수를 작성하는 방법에는 유사성에 근거하는 방법과 새롭게 파생된 특성만을 이용하여 작성하는 방법이 있다.
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(과학) 택시 기하학-해설(2022학년도 수능특강 개념 학습)
이 글은 비유클리드 기하학 중 하나인 택시 기하학의 내용과 의의를 제시하고 있다. 유클리드 기하학에서의 평면 및 거리를 택시 기하학에서의 평면 및 거리와 비교하면서 두 이론의 차이를 통해 다양한 상황에 따라 다양한 이론이 적용될 수 있음을 설명하고 있다.
(기술)디지털 시스템 공학-8문제(201603. 고2 기출, 변형)
컴퓨터와 같은 디지털 장치는 1과 0밖에 구분하지 못한다. 더 정확하게 말하면 실제 숫자를 구분하는 것이 아니라 신호가 왔는지(1), 오지 않았는지(0)의 정보를 구분하는 것이다. 신호 여부는 두 개의 전압 레벨, 예를 들어 5V와 0V를 사용하여 구분한다. 즉 전압 레벨이 변화하는 것을 2진수로 처리하여 디지털 회로를 설계하는 것이다. 디지털 회로의 기본 요소는 논리 게이트인데, 논리 게이트는 하나 이상의 입력값에 대한 논리 연산을 수행하여 출력값을 얻는다.
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(과학) 브루커의 생명 과학-9문제(201603. 고2 기출, 변형)
찰스 다윈은 어린 식물이 빛의 방향으로 휘는 것을 보고 어린 식물의 일부 부위를 가리거나 절단한 후 햇빛에 노출시키는 실험을 진행하였다. 이 실험 이후에 보이센옌센은 식물이 특정 부분에서 빛을 인식하고, 그 부분에서 화학 물질이 줄기를 따라 뿌리 쪽으로 이동한다는 것을 실험으로 확인하였다. 벤트는 이 화학 물질을 ‘옥신’이라고 이름 지었다.
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(과학) 바이러스-9문제(201603. 고1 기출, 변형)
바이러스란 스스로는 증식할 수 없고 숙주 세포에 기생해야만 증식할 수 있는 감염성 병원체를 일컫는다. 바이러스는 자신의 존속을 위한 최소한의 물질만을 가지고 있기 때문에 거의 모든 생명 활동에서 숙주 세포를 이용한다. 바이러스를 구성하는 기본 물질은 유전 정보를 담은 유전 물질과 이를 둘러싼 단백질 껍질이다.
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(과학, 기술) 합성곱 신경망(딥러닝 제대로 시작하기)-10문제(2018년 3월 고2 기출, 변형)
합성곱 신경망은 시각 피질의 신경 작용을 모형화하여 이를 수학적으로 구조화한 인공 신경망이다. 합성곱 연산은 필터를 통해 이미지의 국부 영역에 있는 특정 패턴을 검출한다. 그리고 통합 연산은 이것의 위치 정보를 축약한다. 합성곱 연산과 통합 연산을 통해 출력된 특징 지도를 전체 연결층에 입력하면 이미지 인식 결과를 출력할 수 있다.
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(기술) 조광 유리-11문제(2022학년도 수능특강 기출, 변형)
이 글은 투명 상태와 불투명 상태 사이에서 자유롭게 변환이 가능한 조광 유리를 만드는 방법을 설명하고 있다. 조광 유리를 만드는 데 가장 많이 사용되는 방식은 전기적 변환 방식으로, 이 중 가장 대표적인 용액형 방식은 전자를 주고받으면서 광학적 성질이 변화하는 산화, 환원 착색제를 이용하는 것이다. 그러나 전기적 변환 방식으로 제작한 조광 유리는 비경제적이고 외부에서 유입되는 대부분의 빛을 흡수하여 실내로 유입되는 열이 존재한다는 단점이 있다.
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(기술) 바코드-10문제(2022 수특 독서 기출, 변형)
이 글은 바코드의 형태, 종류, 원리 등에 대한 정보를 설명하고 있다. 일상생활 속에서 바코드는 스캐너, 디코더, 컴퓨터를 거치며 상품과 관련된 정보를 제공한다. 적은 양의 정보를 전달하던 최초의 바코드는 이진수 원리를 활용하여 정보를 제공하는 형태였고, 이후 등장한 표준형 바코드는 제조국, 제조업체, 상품 정보 등을 구별하여 담아내는 형태로, 이전보다 더 많은 정보를 담아낼 수 있게 되었다.
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(기술) 눈 굴절력-해설(202310, 고3 기출)
(I410-ECN-0102-2023-000-002076995) 눈의 기능은 시력으로 평가되기 때문에 정시와 비정시를 구별하고 이해하는 것은 매우 중요하다. 정시와 비정시는 눈의 생물학적 구조와 광학적 특성에 의해 결정되는데 눈의 구조는 각막, 수정체, 방수, 유리체 등으로 복잡하게 구성되어 눈에서 일어나는 굴절 현상을 이해하는 것이 쉽지 않으며, 그 특성이 사람마다 다르다. 따라서 눈의 굴절 현상에 대한 이해도를 높이고 초점이 맺히는 상태를 예측하는 데 도움이 될 수 있도록 눈의 구성 요소들의 수치를 표준화하여 만든 것이 모형안이다.
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(기술) 인류 최초로 중력파를 관측한 LIGO의 작동 원리-주관식 20문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
빛은 파동이어서 일종의 물결 모양으로 전달된다. 두 빛이 합쳐질 때 물결 모양 높낮이가 똑같은 상태로 동시에 들어오면, 합쳐진 빛의 물결 모 양이 더 커지는 현상을 ‘보강’ 또는 ‘증폭’이라 한다. 하지만 어떠한 이유로 한쪽 빛이 더 늦게 또는 더 빨리 들어와 위상이 정반대인 상태로 합쳐지는 경우도 있는데 이 경우 빛의 물결 모양이 없어지며 이를 ‘상쇄’라 한다. 또한 이렇게 합쳐진 빛의 물결 모양이 변하는 것을 ‘간섭’ 현상이라고 한다. 간섭 현상을 이용하면 두 빛의 상대적 변화를 감지할 수 있다. 광속으로 날아가는 빛을 또 다른 빛을 이용해 관측하는 것으로, 각각의 빛이 상대 빛을 관측하는 셈이다. 이렇게 빛의 간섭 현상을 측정할 수 있는 장치를 ‘간섭계’라고 하고, 광원으로 레이저를 사용하면 ‘레이저 간섭계’가 된다.
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(과학) 신경 세포의 신호 전달-주관식 18문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
전기가오리는 몸속에 있는 수많은 세포 전지를 이용해 엄청난 크기의 전기 충격을 발생시킨다. 우리 몸의 신경 세포는 일시적으로 전위차를 만들어 회로망을 ⓐ구성해 낸다. 미래에 우리의 기억력을 더 좋게 할 수 있는 회로망을 만들어 내는 데 필요한 것이 바로 생명체 전지라고 한다. 우리의 몸속에서는 어떤 전기 현상이 일어나고 있는 것일까? 신경 세포의 신호 전달 과정은 생명체의 세포가 전지 역할을 한다는 것을 보여 준다.
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(과학) 물질의 상 변화-주관식 19문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
우리 주위의 물질이 나타내는 상태는 액체, 기체, 고체의 세 가지 상태로 구분된다. 그런데 물질은 한 가지 상태에서 다른 상태로 변화할 수 있다. 물질의 상태가 온도, 압력 등 일정한 외적 조건에 따라 한 상에서 다른 상으로 변할 수 있는 것이다. 특히 액체는 기체로 변하기도 하고, 고체로 변하기도 한다.
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(기술) 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실-주관식 18문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
4차 산업 혁명은 인공 지능 기술과 정보 기술의 융합을 통해 새로운 가치와 서비스를 만들어 내는 기술 혁명을 말한다. 지능형 서비스 로봇과 함께 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실은 4차 산업 혁명을 이끌어 갈 주요 분야로, 미래 인간의 삶을 변화시킬 수 있는 원동력이 될 것이라고 평가받는다. 그런데 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실이란 과연 무엇이고, 어떻게 다른 걸까?
타(Rudder), 작지만 강한 힘-주관식 19문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
자동차는 바퀴를 돌려서 이동 방향을 바꿀 수 있는데 배는 타(Rudder)를 돌려서 이동 방향을 바꾸어 선회를 할 수 있다. 배의 뒷부분의 아래에 달린 물고기 꼬리지느러미처럼 생긴 조그만 판이 바로 ‘타’이다. 물고기가 꼬리지느러미를 오른쪽으로 휘게 해서 오른쪽으로 돌듯이, 배도 타를 오른쪽으로 돌리면 오른쪽으로 선회하게 된다.
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주사 터널링 현미경(STM)-주관식 19문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
주사 터널링 현미경(STM)에서는 끝이 첨예한 금속 탐침과 도체 또는 반도체 시료 표면 간에 적당한 전압을 걸어 주고 둘 간의 거리를 좁히게 된다. 탐침과 시료의 거리가 매우 가까우면 양자 역학적 터널링 효과에 의해 둘이 접촉하지 않아도 전류가 흐른다. 이때 탐침과 시료 표면 간의 거리가 원자 단위 크기에서 변하더라도 전류의 크기는 민감하게 달라진다. 이 점을 이용하면 시료 표면의 높낮이를 원자 단위에서 측정할 수 있다. 하지만 전류가 흐를 수 없는 시료의 표면 상태는 STM을 이용하여 관찰할 수 없다. 이렇게 민감한 STM도 진공 기술의 뒷받침이 있었기에 널리 사용될 수 있었다.
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잠수함 탐지 기술-주관식 20문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
1982년 영국과 아르헨티나의 포클랜드 전쟁 당시, 아르헨티나는 4척의 잠수함 중 단 1척만 전쟁에 참여할 수 있었다. 이 1척의 잠수함은 영국 군함에 대해 3발의 어뢰를 발사해 1발을 명중시켰는데 이마저도 불발이었다. 이처럼 아르헨티나의 잠수함 작전은 효과가 없었지만, 영국 함대는 이 잠수함의 위협을 막기 위해 대잠 항공모함 2척, 호위함과 구축함 12척, 잠수함 5척 등을 투입해야만 했다. 영국은 엄청난 전쟁 물자와 시간을 투입했지만 결국 잠수함을 찾는 데 실패했고, 여러 작전이 위축되고 말았다.
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음성 인터페이스 기술-주관식 17문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
음성 인식 기술은 컴퓨터와 같은 기기가 인간의 음성을 알아듣는 기능을 구현*하는 것이다. 컴퓨터가 음성을 인식하기 위해서는 사람이 발성하는 음소, 음절, 단어, 문장 등의 인식 단위 신호를 패턴으로 처리하여 ‘기준 패턴’을 만들고, 이것으로 ‘음향 모델’을 만들어 컴퓨터에 저장해 놓아야 한다. 그리고 소음과 음성을 구별하여 음성의 특징을 잡아낼 수도 있어야 한다. 음성의 특징이 파악되면, 컴퓨터는 저장되어 있는 음향 모델의 기준 패턴들 중에서 입력된 음성의 특징과 유사한 것을 가려내고, 문법적인 점검 과정을 거쳐 최종 인식 결과를 내놓는다.
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밀리미터파가 바꾸는 세상-주관식 19문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
전파에 정보를 담아 보낼 수 있다는 사실이 밝혀지면서 무선 통신의 시대가 열렸다. 사람들은 다루기 쉬운 낮은 주파수의 전파부터 사용하기 시작했다. 가장 먼저 진폭을 변조*해서 정보를 싣는 AM 라디오가 주파수가 0.3~3MHz인 중파를 사용하기 시작했다. 이어서 주파수를 변조해서 정보를 싣는 FM 라디오가 주파수가 20~300MHz인 초단파를 사용하고 있다. 그리고 휴대 전화는 1~2GHz의 주파수를 사용하고 있다. 무선 통신이 빠른 속도로 발전하면서 기존에 사용하던 주파수가 포화 상태가 되었고, 그에 따라 더 높은 주파수를 이용할 수 있는 기술이 필요해졌다.
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디지털 데이터의 부호화 과정-주관식 20문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
디지털 통신 시스템은 송신기, 채널, 수신기로 구성되며, 전송할 데이터를 빠르고 정확하게 전달하기 위해 부호화 과정을 거쳐 전송한다. 영상, 문자 등인 데이터는 기호 집합에 있는 기호들의 조합이다. 예를 들어 기호 집합 {a, b, c, d, e, f}에서 기호들을 조합한 add, cab, beef 등이 데이터이다. 정보량은 어떤 기호가 발생했다는 것을 알았을 때 얻는 정보의 크기이다. 어떤 기호 집합에서 특정 기호의 발생 확률이 높으면 그 기호의 정보량은 적고, 발생 확률이 낮으면 그 기호의 정보량은 많다. 기호 집합의 평균 정보량*을 기호 집합의 엔트로피라고 하는데 모든 기호들이 동일한 발생 확률을 가질 때 그 기호 집합의 엔트로피는 최댓값을 갖는다.
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디젤 엔진의 오염 물질 저감 기술-주관식 18문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 일반적으로 이산화 탄소의 배출량이 적고 열효율이 높으며 내구성이 좋다. 하지만 디젤 엔진은 미세 먼지로 알려져 있는 입자상 물질과, 일산화 질소나 이산화 질소와 같은 질소 산화물을 많이 발생시킨다. 이런 물질들은 기관지염이나 폐렴 등 각종 호흡기 질환, 광화학 스모그나 산성비의 주요 원인이 된다. 이에 따라 디젤 엔진이 배출하는 오염 물질을 저감하기 위한 기술이 계속 개발되고 있다.
4-3. 생태계의 다양성 그리고 공존(이은희)-기출 21문제(2015 미래엔 독서)
다윈은 자신의 책 어디에서도 약육강식에 관해 이야기한 바 없다. 적자생존이라는 단어 역시 <종의 기원> 초기 판본에서는 나타나지 않는다. <종의 기원> 제5판을 찍을 때쯤에야 다윈은 스펜서가 말한 적자생존이라는 단어가 자신의 이론을 설명하는 데 도움이 될 것이라고 생각하여 이를 채택했을 뿐이다. 이전에 다윈이 진화론에서 사용한 주요 단어는 ‘자연 선택’이라는 말이었다.
