(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) 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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(과학) 허수와 호킹의 우주론-35문제(2024학년도 수능완성 대비)
I410-ECN-0102-2023-000-001634208 이탈리아의 수학자 카르다노는 삼차 방정식의 근을 구하는 과정에서 제곱을 하면 음수가 되는 이상한 수를 발견하였다. 그는 이 수가 모순적이고 쓸모없다고 생각하여 무시하려고 했지만, 이를 인정할 경우 근사치로 실수의 근을 찾는 기존의 방법보다 훨씬 정확하고 간단하게 근을 찾을 수 있다는 것을 알게 되었다. 좌표 평면을 창안한 데카르트는 이 수를 실수와 달리 좌표 평면으로는 나타낼 수 없기 때문에 상상의 수라는 뜻으로 ‘허수’라는 이름을 붙였다. 이후 오일러는 허수에 i라는 기호를 사용했으며 지수 함수와 삼각 함수를 연결하여 라는 공식을 고안했다. 가우스는 허수를 이용하면 n차 방정식에는 n개의 해가 ⓐ있다는 일관된 규칙을 만들 수 있다는 사실을 알게 되었다. 특히 가우스는 4+2i와 같이 실수와 허수로 ⓑ이루어진 복소수도 축을 실수, 축을 허수로 하는 ㉮복소평면에 표시하여 기하학적으로 해석할 수 있도록 하였다.
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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.
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(과학) 자연물에 담긴 과학의 원리-35문제(2023 수특 실전 1 대비)
벽에 매달려 있는 도마뱀붙이나 물 위를 떠다니는 소금쟁이는 마치 중력의 영향을 받지 않는 것처럼 보인다. 두 동물이 이처럼 중력을 극복하고 벽에 붙거나 물 위에 떠 있을 수 있는 데는 각각 다른 과학적 원리가 숨어 있다. 벽에 잘 달라붙는 도마뱀붙이의 발바닥 표면에는 미세한 털이 있다. 이 털은 길이가 50~100μm*, 굵기가 5~10μm로 매우 짧고 가늘다. 도마뱀붙이의 발바닥에는 이러한 털이 수백만 개 배열되어 있다. 표면적은 평평할 때보다 울퉁불퉁할 때 더 커지므로 이처럼 수많은 털은 도마뱀붙이 발바닥의 표면적을 크게 증가시키고, 이로 인해 도마뱀붙이는 벽에 안정적으로 붙어 있을 수 있다.
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(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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(주제 통합) 외계 생명체 탐사-16문제(2022학년도 수능완성 기출, 변형)
인간이 외계 지적 생명체에 대해 관심을 가진 것은 아주 오래된 일이었으며, 과학적인 관점에서 접근하기 시작한 것도 몇 세기 전의 일이다. 18세기 말 유럽에는 외계 지적 생명체의 문제를 다룬 과학 서적이 다수 있었고 19세기 초 유럽인들은 혹시 있을지도 모를 외계 지적 생명체와의 교신을 시도했다. 20세기 중반에 들어서 전파 망원경이라는 혁신적 도구를 통해 우주 공간 속 외계 지적 생명체를 체계적으로 탐색하는 작업이 시작되었다.
(실전 1-과학) 수소를 얻는 방법-15문제(2022학년도 수특 기출, 변형)
이상 기후 현상이나 미세 먼지 문제가 대두되면서 친환경 에너지가 주목받고 있다. 그중 대표적인 원료가 수소(H)이다. 수소는 연소 이후에도 오염 물질이 생기지 않아 각종 화석 연료를 대체할 수 있는 물질로 여겨지고 있다. 예를 들어 수소를 연료로 사용하는 수소 자동차는 수소를 대기 중의 산소와 반응시켜 전기 에너지를 만드는데 이 과정에서 유해 가스가 아닌 물(HO)을 배출한다.
(과학 기술 9) 기압의 영향과 일기도-12문제(2022 수특 기출, 변형)
이 글은 기압의 개념을 제시한 후 고도에 따른 기압의 변화, 기압과 바람의 관계, 등압선을 바탕으로 한 일기도 등을 소개하고 있다. 기온과 공기의 밀도, 기압의 관계를 바탕으로 바람이 부는 이유를 밝히고, 기압 차 외에도 바람에 영향을 미치는 요소들이 있다는 점을 설명하고 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 기술 12) 튜링의 반응–확산 모델-18문제(2022학년도 수특 기출, 변형)
이 글은 동물 무늬의 발현을 최초로 과학적으로 설명한 튜링의 반응–확산 모델을 소개하고 이를 계승·발전시킨 머레이의 연구를 소개하고 있다. 튜링에 의하면 동물 무늬의 발현에 관계하는 형태소인 활성자와 억제자가 확산만 하는 것이 아니라 확산하면서 반응이 수반된다는 소위 반응–확산 모델은 동물 무늬가 생성되는 이유에 대한 설명을 가능하게 한다.
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(과학 기술 12) 튜링의 반응-확산 모델-15문제(2022학년도 수특 기출, 변형)
이 글은 동물 무늬의 발현을 최초로 과학적으로 설명한 튜링의 반응–확산 모델을 소개하고 이를 계승·발전시킨 머레이의 연구를 소개하고 있다. 튜링에 의하면 동물 무늬의 발현에 관계하는 형태소인 활성자와 억제자가 확산만 하는 것이 아니라 확산하면서 반응이 수반된다는 소위 반응–확산 모델은 동물 무늬가 생성되는 이유에 대한 설명을 가능하게 한다.
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(과학) 알기 쉬운 열전달-20문제(202011, 고1 기출, 변형)
일상에서의 음식 조리 과정은 열전달에 관한 과학적 원리로 설명할 수 있다. 열전달은 열이 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상인데 조리 과정에서는 전도에 의한 열전달이 많이 일어난다. 전도란 물질을 이루는 입자들의 상호작용을 통해 보다 활동적인 입자로부터 이웃의 덜 활동적인 입자로 열이 전달되는 현상이다. 이러한 전도는 온도 차이가 있는 경우에 일어나는데, 한 물질 내에서 발생하기도 하며 서로 다른 물질들이 접촉하는 경우에도 발생한다.
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(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 계통수와 몬텔리우스 형식학-25문제(2022 수능특강 기출, 변형)
(가)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. (나)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.
(과학) 초음파 도플러 혈류계-32문제(202404, 고3 대비)
초음파 도플러 혈류계란 혈류의 속도와 방향 등의 정보를 측정하여 영상화하는 기기로 초음파의 도플러 효과를 이용한다. 초음파는 주파수*가 인간의 가청 범위 이상인 음파이다. 일반적으로 음파를 전달하는 매개체인 매질을 통해 측정 대상에게 보낸 초음파의 송신 주파수와 대상에서 반사되어 돌아온 수신 주파수는 같은 값을 갖는다. 하지만 대상이 이동하면 송신 주파수와 수신 주파수가 달라지는데, 이러한 현상을 도플러 효과라고 한다.
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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.
