고급 물리학 세특 주제예시

고등학교 · 2022 개정 교육과정 · 성취기준 22개 · 주제 63개

성취기준

[12고물01-01] 벡터를 이용하여 지표면 근처의 포물선 운동을 정량적으로 분석할 수 있다.
[12고물01-02] 보존력과 운동량 보존 법칙을 이용하여 다양한 충돌 현상을 설명할 수 있다.
[12고물01-03] 회전 관성과 각운동량 보존 법칙을 이용하여 물체의 회전 운동을 설명할 수 있다.
[12고물01-04] 뉴턴의 운동 법칙과 케플러의 세 가지 운동 법칙을 이용하여 행성의 운동을 분석하고, 인공위성의 궤도와 속도를 구할 수 있다.
[12고물01-05] 이상 기체의 상태 변화와 거동을 이상 기체 방정식과 열역학 제1법칙 및 분자 운동 모형으로 설명할 수 있다.
[12고물01-06] 열효율과 엔트로피의 개념을 알고, 열기관과 자발적 과정을 설명할 수 있다.
[12고물02-01] 가우스 법칙으로 도체와 유전체가 만드는 전기장을 구하고, 전위, 정전기 차폐와 등전위면, 전기 쌍극자 등을 설명할 수 있다.
[12고물02-02] 평행판 축전기의 직렬연결과 병렬연결에 따른 전기 용량 변화를 계산하고, 평행판 축전기에서 유전체의 역할을 설명할 수 있다.
[12고물02-03] 전류에 의한 자기장과 전자기 유도 법칙, 자체 유도 계수를 설명할 수 있다.
[12고물02-04] 전자기파의 발생 원리를 이해하고, 전자기파의 성질과 종류를 조사·발표할 수 있다.
[12고물02-05] 키르히호프 법칙을 이용하여, 다양한 회로 내 전류, 전압을 예측할 수 있다.
[12고물02-06] 교류 전기의 발생 원리와 교류 기전력의 주기적 변화를 이해하고, LC 회로와 RLC 회로에서 전기 진동과 공진 현상을 설명할 수 있다.
[12고물03-01] 거울과 얇은 렌즈에 의한 상을 설명하고, 현미경, 망원경, 카메라 등 여러 가지 광학 기기의 원리에 적용할 수 있다.
[12고물03-02] 영의 이중 슬릿 실험에서 나타나는 무늬의 특징과 다양한 간섭계를 설명할 수 있다.
[12고물03-03] 회절의 원리와 관련 현상을 설명하고, 광학 기기의 분해능에 적용할 수 있다.
[12고물03-04] 편광 방향에 따라 빛의 투과가 달라지는 현상에서 규칙성을 찾고, 3D 영상 기술 등 편광이 실생활에 적용되는 사례를 찾아 설명할 수 있다.
[12고물04-01] 가속 좌표계에서 물체의 운동을 관성력을 이용하여 설명할 수 있다.
[12고물04-02] 시공간 및 질량과 에너지의 관계와 중력에 의한 시간 변화를 설명할 수 있다.
[12고물04-03] 빛의 이중성을 흑체복사, 광전효과, 콤프턴 효과를 바탕으로 이해하고, 물질파를 드 브로이 파장과 전자 회절로 설명할 수 있다.
[12고물04-04] 상보성 원리와 불확정성 원리를 설명할 수 있다.
[12고물04-05] 1차원 무한 퍼텐셜 상자 속의 입자가 갖는 파동 함수와 에너지 준위를 정량적으로 설명하고, 반도체를 띠 이론으로 이해하고, 나노 물리학의 전망을 토의할 수 있다.
[12고물04-06] 쿼크, 렙톤, 매개 입자의 특성과 핵분열과 핵융합의 기본 과정, 별에서의 핵융합 반응과 플라스마에 관해 설명할 수 있다.

주제예시

[12고물02-06] · 조사 라디오 튜너 회로로 LC 공진 현상 탐구하기 라디오 튜너의 LC 회로를 분해·분석해 가변 축전기로 공진 주파수를 바꾸는 원리를 조사하고, 교류 전기 발생과 공진 현상을 실험으로 확인한다. 소재: 라디오 튜너 LC 회로 (라디오 튜너 LC 회로, 가변 축전기, 공진 주파수, 교류 전기, 공진 현상)
[12고물01-01] · 조사 야구공 홈런 궤적과 인공위성 궤도의 운동 방정식 비교하기 야구 홈런 타구 영상에서 포물선 궤적을 벡터 분석으로 구하고, 같은 뉴턴 운동 법칙이 인공위성 궤도 계산에 어떻게 확장 적용되는지 케플러 법칙과 함께 비교한다. 소재: 야구 홈런 타구 영상 (야구 홈런 타구 영상, 포물선 궤적, 뉴턴 운동 법칙, 인공위성 궤도, 케플러 법칙)
[12고물01-06] · 제작 스털링 엔진 모형 제작으로 열효율 계산하기 스털링 엔진 모형을 제작해 작동시키고, 실린더 내부의 열 출입량을 측정해 카르노 효율과 실제 열효율을 비교하며 엔트로피 증가 방향을 설명한다. 소재: 스털링 엔진 모형 (스털링 엔진 모형, 열 출입량 측정, 카르노 효율, 실제 열효율, 엔트로피)
[12고물01-05] · 실험 자전거 타이어 공기압 변화로 이상 기체 방정식 확인하기 자전거 타이어에 온도 변화에 따른 공기압 변화를 측정하고, 이상 기체 방정식과 열역학 제1법칙으로 압력·부피·온도 사이의 관계를 정량적으로 설명한다. 소재: 자전거 타이어 공기압 (자전거 타이어 공기압, 온도 측정, 이상 기체 방정식, 열역학 제1법칙, 압력 변화)
[12고물01-02] · 실험 에어백 전개 실험으로 운동량 보존과 기체 팽창 법칙 함께 탐구하기 에어백 전개 원리를 모형 실험으로 재현해 충돌 시 운동량 보존으로 감속 효과를 설명하고, 질소 기체 급팽창 과정을 이상 기체 방정식으로 함께 분석한다. 소재: 에어백 전개 모형 실험 (에어백 전개 모형 실험, 충돌 감속, 운동량 보존, 질소 기체 팽창, 이상 기체 방정식)
[12고물03-02] · 실험 레이저 포인터로 영의 이중 슬릿 간섭무늬 관찰하기 레이저 포인터와 이중 슬릿을 이용해 스크린에 나타나는 간섭무늬를 관찰하고, 슬릿 간격을 달리해 무늬 간격 변화를 측정하며 마이컬슨 간섭계의 원리와 비교한다. 소재: 레이저 포인터 (레이저 포인터, 이중 슬릿 간섭무늬, 슬릿 간격, 무늬 간격 측정, 마이컬슨 간섭계)
[12고물02-04] · 조사 블루투스 스피커 회로로 전자기파 발생과 전류·전압 분석 함께 탐구하기 블루투스 스피커 내부 회로를 조사해 전자기파 송신 원리를 살펴보고, 증폭 회로의 전류·전압 분포를 키르히호프 법칙으로 계산해 함께 설명한다. 소재: 블루투스 스피커 회로 (블루투스 스피커 회로, 전자기파 송신, 증폭 회로, 전류·전압 분포, 키르히호프 법칙)
[12고물04-01] · 조사 비행기 기내 무중력 실험으로 관성력과 상보성 원리 함께 탐구하기 포물선 비행(무중력 체험 비행) 자료를 조사해 자유낙하 구간에서 관성력이 중력을 상쇄하는 원리를 설명하고, 같은 시기 발전한 상보성 원리 개념을 함께 소개한다. 소재: 포물선 비행 자료 (포물선 비행 자료, 무중력 체험, 관성력, 중력 상쇄, 상보성 원리)
[12고물01-03] · 조사 태풍 회전 구조와 인공위성 궤도의 각운동량 비교하기 기상청 태풍 진로 데이터에서 태풍 눈 주변 회전 속도 변화를 각운동량 보존으로 설명하고, 동일한 원리로 인공위성 궤도 속도와 고도의 관계를 케플러 법칙으로 분석한다. 소재: 기상청 태풍 진로 데이터 (기상청 태풍 진로 데이터, 회전 속도 변화, 각운동량 보존, 인공위성 궤도, 케플러 법칙)
[12고물04-05] · 조사 원자로 핵분열 자료로 에너지 준위와 핵반응 함께 조사하기 원자로 내 우라늄 핵분열 자료를 조사해 방출 중성자의 에너지 준위를 띠 이론 관점으로 설명하고, 연쇄 반응이 유지되는 조건을 핵분열·핵융합 원리와 함께 분석한다. 소재: 원자로 핵분열 자료 (원자로 핵분열 자료, 방출 중성자, 에너지 준위, 연쇄 반응, 핵분열·핵융합)
[12고물02-02] · 실험 카메라 플래시 회로로 축전기 충방전과 전류·전압 변화 함께 분석하기 일회용 카메라 플래시 회로를 분해해 축전기의 충전·방전 과정에 따른 전기 용량 변화를 측정하고, 회로 내 전류·전압 변화를 키르히호프 법칙으로 함께 계산한다. 소재: 카메라 플래시 회로 (카메라 플래시 회로, 축전기 충방전, 전기 용량 변화, 전류·전압 변화, 키르히호프 법칙)
[12고물04-01] · 조사 놀이공원 자이로드롭 낙하로 관성력과 시공간 개념 함께 탐구하기 자이로드롭 낙하 영상에서 탑승자가 느끼는 무중력감을 가속 좌표계의 관성력으로 설명하고, 강한 중력장 근처에서 시간이 느려지는 일반 상대성 이론의 시공간 개념과 비교한다. 소재: 자이로드롭 낙하 영상 (자이로드롭 낙하 영상, 무중력감, 관성력, 시공간 개념, 일반 상대성 이론)
[12고물02-01] · 실험 정전기 유도 실험과 축전기 제작을 연계해 전기장·전위·용량 함께 탐구하기 대전된 도체구 주변 전기장을 가우스 법칙으로 계산하고, 동일한 도체구로 평행판 축전기를 제작해 전위차에 따른 전기 용량 변화를 함께 측정한다. 소재: 대전된 도체구 (대전된 도체구, 전기장 계산, 가우스 법칙, 평행판 축전기, 전기 용량)
[12고물04-03] · 조사 태양전지 반도체 구조로 광전효과와 띠 이론 함께 탐구하기 태양전지의 실리콘 반도체 접합 구조를 조사해 광전효과로 전자·정공 쌍이 생성되는 과정을 설명하고, 띠 이론의 에너지 준위 차이로 발전 효율을 함께 분석한다. 소재: 태양전지 반도체 구조 (태양전지 반도체 구조, 실리콘 접합, 전자·정공 쌍, 광전효과, 띠 이론)
[12고물02-01] · 실험 정전기 방전 현상으로 전기장 분포와 전자기파 발생 함께 탐구하기 정전기 방전(스파크) 실험에서 도체 주변 전기장 분포를 가우스 법칙으로 분석하고, 방전 순간 발생하는 전자기파를 라디오 수신기로 검출해 그 원리를 함께 설명한다. 소재: 정전기 방전 실험 (정전기 방전 실험, 전기장 분포, 가우스 법칙, 전자기파 검출, 라디오 수신기)
[12고물04-03] · 조사 핵융합로 플라스마 진단으로 광전효과와 핵융합 반응 함께 탐구하기 토카막 핵융합로의 플라스마 온도 진단에 쓰이는 분광 검출 원리를 광전효과로 설명하고, 검출된 스펙트럼으로 확인되는 핵융합 반응 과정을 함께 조사한다. 소재: 토카막 핵융합로 (토카막 핵융합로, 플라스마 분광 진단, 광전효과, 핵융합 반응, 스펙트럼)
[12고물01-01] · 실험 농구 자유투 궤적을 벡터로 분해해 최적 발사각 도출하기 농구 자유투 영상을 프레임 단위로 분석해 공의 수평·수직 속도 성분을 벡터로 분해하고, 포물선 운동 방정식으로 발사각과 초속도에 따른 도달 거리를 계산한다. 소재: 자유투 영상 (자유투 영상, 프레임 분석, 속도 벡터 분해, 발사각, 포물선 운동 방정식)
[12고물02-02] · 제작 알루미늄 포일 축전기 제작으로 직렬·병렬 전기 용량 비교하기 알루미늄 포일과 유전체로 평행판 축전기를 제작해 직렬·병렬 연결에 따른 전기 용량 변화를 측정하고, 유전체 종류를 바꿔가며 용량 변화를 비교한다. 소재: 알루미늄 포일 축전기 (알루미늄 포일 축전기, 직렬·병렬 연결, 전기 용량 측정, 유전체 종류, 용량 변화)
[12고물02-03] · 제작 발전기 모형 제작으로 전자기 유도와 회로 전류·전압 함께 분석하기 손발전기 모형을 제작해 코일 회전 속도에 따른 유도 기전력을 측정하고, 연결된 저항 회로의 전류·전압을 키르히호프 법칙으로 함께 계산한다. 소재: 손발전기 모형 (손발전기 모형, 유도 기전력, 코일 회전 속도, 저항 회로, 키르히호프 법칙)
[12고물04-04] · 조사 전자 이중 슬릿 실험 자료로 상보성 원리 탐구하기 전자 이중 슬릿 실험의 공개 자료를 분석해 관측 여부에 따라 간섭무늬가 사라지는 현상을 상보성 원리와 불확정성 원리로 설명한다. 소재: 전자 이중 슬릿 실험 (전자 이중 슬릿 실험, 관측 여부, 간섭무늬 소멸, 상보성 원리, 불확정성 원리)
[12고물04-02] · 조사 반도체 소자 개발사로 시공간 개념과 에너지 준위 함께 조사하기 정밀 위성항법에 쓰이는 원자시계의 반도체 소자 구조를 조사해 에너지 준위 전이로 정밀 시간을 만드는 원리를 설명하고, 중력에 의한 시간 보정과의 연관성을 함께 분석한다. 소재: 원자시계 반도체 소자 (원자시계 반도체 소자, 에너지 준위 전이, 정밀 시간 측정, 중력 시간 보정, 위성항법)
[12고물02-02] · 조사 무선 충전기 분해로 축전기와 유도 코일 원리 함께 탐구하기 스마트폰 무선 충전기를 분해해 내부 축전기의 전기 용량 구조를 살펴보고, 송수신 코일 간 전자기 유도로 전력이 전달되는 원리를 자체 유도 계수와 함께 설명한다. 소재: 무선 충전기 (무선 충전기 분해, 축전기 구조, 송수신 코일, 전자기 유도, 자체 유도 계수)
[12고물04-03] · 조사 전자현미경 원리로 물질파와 상보성 원리 함께 탐구하기 전자현미경이 전자의 물질파를 이용해 상을 얻는 원리를 드 브로이 파장으로 계산하고, 관측 방식에 따라 입자성과 파동성이 달리 나타나는 상보성 원리를 함께 설명한다. 소재: 전자현미경 (전자현미경 원리, 드 브로이 파장, 물질파, 상보성 원리, 관측 방식)
[12고물03-03] · 조사 3D 영화관 안경으로 편광과 회절 분해능 함께 조사하기 3D 영화관 편광 안경의 좌우 렌즈 편광 방향 차이를 실험으로 확인하고, 스크린 화소 간격에 따른 회절 현상이 화질 분해능에 미치는 영향을 함께 조사한다. 소재: 3D 영화관 편광 안경 (3D 영화관 편광 안경, 좌우 렌즈 편광, 스크린 화소 간격, 회절 현상, 화질 분해능)
[12고물04-06] · 조사 태양 핵융합 반응 자료로 별의 에너지원 탐구하기 태양 내부 핵융합 반응 공개 자료를 조사해 수소 핵융합 과정을 쿼크·렙톤 관점으로 설명하고, 플라스마 상태가 핵융합 반응에 필요한 이유를 함께 발표한다. 소재: 태양 핵융합 반응 자료 (태양 핵융합 반응 자료, 수소 핵융합 과정, 쿼크·렙톤, 플라스마 상태, 핵융합 조건)
[12고물01-01] · 실험 골프공 발사 실험으로 포물선 운동과 충돌 후 운동량 함께 분석하기 골프공을 발사 장치로 쏘아 포물선 궤적을 벡터로 분석하고, 벽면 충돌 후 튕겨 나오는 속도를 측정해 충돌 전후 운동량 변화를 함께 설명한다. 소재: 골프공 발사 실험 (골프공 발사 실험, 포물선 궤적, 속도 벡터, 충돌 후 속도, 운동량 변화)
[12고물01-05] · 실험 압력밥솥 작동 원리로 기체 법칙과 열효율 함께 설명하기 압력밥솥 내부의 압력·온도 변화를 측정해 이상 기체 방정식으로 상태 변화를 분석하고, 조리 전후 에너지 출입을 계산해 열효율과 엔트로피 개념으로 설명한다. 소재: 압력밥솥 (압력밥솥, 압력·온도 측정, 이상 기체 방정식, 에너지 출입, 열효율)
[12고물03-01] · 조사 망원경 렌즈 조합으로 상 형성과 분해능 함께 탐구하기 굴절 망원경의 대물·접안렌즈 조합으로 상이 확대되는 원리를 렌즈 방정식으로 분석하고, 대물렌즈 구경에 따른 회절 한계와 분해능 변화를 함께 계산한다. 소재: 굴절 망원경 (굴절 망원경, 대물·접안렌즈, 렌즈 방정식, 회절 한계, 분해능)
[12고물03-01] · 조사 스마트폰 카메라 렌즈 구조로 상 형성 원리 분석하기 스마트폰 카메라의 렌즈 배열 구조를 조사해 물체 거리에 따른 상의 위치·배율을 렌즈 방정식으로 계산하고, 오토포커스 작동 원리를 광학 기기 원리로 설명한다. 소재: 스마트폰 카메라 렌즈 (스마트폰 카메라 렌즈, 렌즈 배열, 상의 위치·배율, 렌즈 방정식, 오토포커스)
[12고물02-03] · 조사 인덕션 레인지 원리로 전자기 유도와 교류 공진 함께 조사하기 인덕션 레인지 내부의 코일에서 발생하는 전자기 유도로 조리 용기가 가열되는 원리를 조사하고, 교류 주파수에 따른 LC 공진 현상이 가열 효율에 미치는 영향을 함께 설명한다. 소재: 인덕션 레인지 (인덕션 레인지, 전자기 유도, 코일 가열 원리, 교류 주파수, LC 공진)
[12고물01-03] · 조사 피겨스케이팅 스핀 속도 변화로 각운동량 보존 설명하기 피겨스케이팅 선수의 스핀 영상에서 팔을 접고 펼 때의 회전 속도 변화를 측정하고, 관성 모멘트와 각운동량 보존 법칙으로 그 원리를 설명한다. 소재: 피겨스케이팅 스핀 영상 (피겨스케이팅 스핀 영상, 회전 속도 측정, 관성 모멘트, 각운동량 보존, 팔 자세 변화)
[12고물04-01] · 관찰 회전목마 위 물체 운동으로 관성력과 원심력 탐구하기 회전목마 위에 놓인 물체의 겉보기 운동을 촬영해 가속 좌표계에서 나타나는 관성력(원심력)을 정지 좌표계의 실제 운동과 비교해 정량적으로 설명한다. 소재: 회전목마 (회전목마 물체 운동, 가속 좌표계, 관성력, 원심력, 정지 좌표계 비교)
[12고물03-02] · 실험 CD 표면 반사로 간섭과 회절 무늬 함께 관찰하기 CD 표면에 레이저를 비춰 나타나는 회절·간섭 무늬를 관찰하고, 트랙 간격을 회절 격자 공식으로 역산해 이중 슬릿 간섭 원리와 회절 원리를 함께 비교·설명한다. 소재: CD 표면 (CD 표면 레이저 반사, 회절·간섭 무늬, 트랙 간격, 회절 격자 공식, 이중 슬릿 간섭)
[12고물04-03] · 실험 태양전지 광전효과로 빛의 입자성 탐구하기 태양전지(광전지)에 다양한 파장의 빛을 비춰 발생 전류를 측정하고, 광전효과와 콤프턴 효과 자료를 근거로 빛의 이중성과 드 브로이 물질파 개념을 설명한다. 소재: 태양전지 실험 (태양전지 실험, 발생 전류 측정, 광전효과, 빛의 이중성, 드 브로이 물질파)
[12고물03-04] · 실험 편광 선글라스로 빛 반사 차단 원리 실험하기 편광 선글라스와 편광 필름을 이용해 편광 방향에 따른 빛 투과량 변화를 측정하고, 수면 반사광 차단 원리와 3D 영화관 안경의 편광 적용 사례를 함께 조사한다. 소재: 편광 선글라스 (편광 선글라스, 편광 필름, 빛 투과량 측정, 수면 반사광 차단, 3D 영화관 안경)
[12고물01-04] · 조사 기상 관측 기구 상승 데이터로 궤도 역학과 기체 법칙 함께 탐구하기 고고도 기상 관측 기구의 상승 데이터를 수집해 뉴턴 운동 법칙으로 상승 궤적을 분석하고, 고도별 기압·온도 변화를 이상 기체 방정식으로 설명한다. 소재: 기상 관측 기구 (기상 관측 기구, 상승 데이터, 뉴턴 운동 법칙, 고도별 기압, 이상 기체 방정식)
[12고물01-03] · 조사 회전 놀이기구 각운동량과 마찰열 발생을 함께 분석하기 회전목마와 같은 놀이기구의 회전 속도 변화를 측정해 각운동량 보존으로 설명하고, 베어링 부위에서 발생하는 마찰열을 열효율과 엔트로피 개념으로 함께 분석한다. 소재: 회전 놀이기구 (회전 놀이기구, 회전 속도 측정, 각운동량 보존, 베어링 마찰열, 열효율)
[12고물03-01] · 실험 현미경 렌즈 배열과 레이저 간섭무늬로 상 형성과 파동성 함께 탐구하기 간이 현미경의 렌즈 배열로 상이 확대되는 과정을 광학 기기 원리로 분석하고, 같은 광원을 이중 슬릿에 통과시켜 나타나는 간섭무늬로 빛의 파동성을 함께 확인한다. 소재: 간이 현미경 (간이 현미경 렌즈, 상 확대 과정, 이중 슬릿, 간섭무늬, 빛의 파동성)
[12고물04-05] · 실험 LED 발광 스펙트럼으로 반도체 띠 이론 탐구하기 여러 색의 LED 발광 스펙트럼을 측정해 파장별 광자 에너지를 계산하고, 반도체의 띠 이론으로 에너지 준위 차이에 따른 발광색 변화를 설명한다. 소재: LED 발광 스펙트럼 (LED 발광 스펙트럼, 광자 에너지 계산, 반도체 띠 이론, 에너지 준위, 발광색)
[12고물02-02] · 조사 전자레인지 구조로 축전기 회로와 전자기파 발생 함께 조사하기 전자레인지 내부의 고전압 축전기 회로를 조사해 전기 용량 구조를 분석하고, 마그네트론에서 발생하는 전자기파(마이크로파)의 원리와 조리 작용을 함께 설명한다. 소재: 전자레인지 축전기 회로 (전자레인지 축전기 회로, 전기 용량 구조, 마그네트론, 마이크로파 발생, 전자기파 원리)
[12고물02-04] · 발표 와이파이 공유기 전자기파 스펙트럼 조사하기 가정용 와이파이 공유기의 전자기파 발생 원리를 조사하고, 주파수 대역별 파장·에너지를 계산해 전자기파 스펙트럼에서의 위치와 성질을 발표한다. 소재: 와이파이 공유기 (와이파이 공유기, 전자기파 발생 원리, 주파수 대역, 파장·에너지 계산, 전자기파 스펙트럼)
[12고물03-03] · 조사 천체망원경 분해능으로 회절 한계 탐구하기 천체망원경의 구경별 분해능을 회절 이론으로 계산하고, 실제 이중성 관측 사례를 조사해 구경이 커질수록 회절 한계가 어떻게 개선되는지 설명한다. 소재: 천체망원경 (천체망원경 구경, 분해능 계산, 회절 이론, 이중성 관측, 회절 한계)
[12고물01-01] · 실험 프리스비 비행 궤적으로 포물선 운동과 회전 안정성 함께 분석하기 프리스비 던지기 영상을 촬영해 수평·수직 속도 성분을 분리해 포물선 궤적을 계산하고, 회전 속도에 따른 각운동량이 비행 안정성에 미치는 영향을 함께 설명한다. 소재: 프리스비 비행 영상 (프리스비 비행 영상, 속도 성분 분리, 포물선 궤적, 회전 속도, 각운동량)
[12고물01-04] · 조사 인공위성 재진입 발열 현상으로 궤도 역학과 열역학 함께 탐구하기 인공위성 재진입 사례 데이터를 조사해 케플러 법칙으로 궤도 감쇠 과정을 설명하고, 대기 마찰로 발생하는 열량을 열역학 제1법칙과 엔트로피 개념으로 분석한다. 소재: 인공위성 재진입 사례 (인공위성 재진입 사례, 궤도 감쇠, 케플러 법칙, 대기 마찰 열량, 엔트로피)
[12고물02-05] · 실험 라디오 수신 회로로 키르히호프 법칙과 LC 공진 함께 검증하기 라디오 수신 회로를 구성해 각 소자의 전류·전압을 키르히호프 법칙으로 계산하고, LC 회로에서 특정 주파수가 증폭되는 공진 현상을 실험으로 확인한다. 소재: 라디오 수신 회로 (라디오 수신 회로, 키르히호프 법칙, 전류·전압 계산, LC 회로, 공진 현상)
[12고물01-04] · 조사 국제우주정거장 궤도 데이터로 케플러 법칙 검증하기 국제우주정거장(ISS)의 공개 궤도 데이터를 수집해 케플러 제3법칙으로 공전 주기를 계산하고, 실제 관측값과 비교해 궤도 속도와 고도의 관계를 분석한다. 소재: 국제우주정거장 궤도 데이터 (국제우주정거장 궤도 데이터, 케플러 제3법칙, 공전 주기 계산, 궤도 속도, 고도)
[12고물02-03] · 조사 변압기 구조 분석으로 전자기 유도와 전자기파 발생 함께 조사하기 가정용 변압기를 분해·조사해 1·2차 코일의 전자기 유도 법칙을 확인하고, 변압기 주변에서 발생하는 전자기파의 원리와 종류를 함께 조사·발표한다. 소재: 가정용 변압기 (가정용 변압기, 1·2차 코일, 전자기 유도 법칙, 전자기파 발생, 전자기파 종류)
[12고물04-04] · 조사 양자점 디스플레이로 불확정성 원리와 에너지 준위 함께 탐구하기 양자점(퀀텀닷) 디스플레이의 발광 원리를 조사해 입자 크기에 따른 에너지 준위 변화를 무한 퍼텐셜 상자 모형으로 설명하고, 불확정성 원리와의 연관성을 함께 분석한다. 소재: 양자점(퀀텀닷) 디스플레이 (양자점(퀀텀닷) 디스플레이, 에너지 준위 변화, 무한 퍼텐셜 상자 모형, 불확정성 원리, 발광 원리)
[12고물01-03] · 실험 회전 스프링클러 작동으로 각운동량과 기체 분자 운동 함께 설명하기 회전형 스프링클러의 회전 속도를 물 분사량별로 측정해 각운동량 보존으로 설명하고, 분사되는 물방울 주변 공기의 압력 변화를 이상 기체 법칙으로 함께 분석한다. 소재: 회전 스프링클러 (회전 스프링클러, 회전 속도 측정, 각운동량 보존, 물 분사량, 압력 변화)
[12고물04-04] · 조사 입자가속기 충돌 실험으로 불확정성 원리와 기본 입자 함께 조사하기 대형강입자충돌기(LHC)의 양성자 충돌 실험 자료를 조사해 검출 한계를 불확정성 원리로 설명하고, 충돌로 생성되는 쿼크·렙톤 등 기본 입자를 함께 정리한다. 소재: 대형강입자충돌기(LHC) (대형강입자충돌기(LHC), 양성자 충돌, 불확정성 원리, 쿼크·렙톤, 기본 입자)
[12고물01-02] · 조사 볼링공-핀 충돌 영상으로 운동량과 각운동량 함께 분석하기 볼링공이 핀에 부딪히는 영상을 분석해 충돌 전후 운동량 보존을 확인하고, 핀이 쓰러지며 회전하는 구간에서 각운동량 보존 법칙을 함께 적용해 설명한다. 소재: 볼링공-핀 충돌 영상 (볼링공-핀 충돌 영상, 운동량 보존, 핀 회전, 각운동량 보존, 충돌 분석)
[12고물02-04] · 조사 AM·FM 라디오 방송 원리로 전자기파와 교류 공진 함께 조사하기 AM·FM 라디오 방송의 신호 전달 원리를 조사해 전자기파의 종류와 성질을 발표하고, 수신기의 LC 회로에서 특정 주파수만 선택되는 공진 원리를 함께 설명한다. 소재: AM·FM 라디오 방송 (AM·FM 라디오 방송, 전자기파 종류, 신호 전달, LC 회로, 공진 원리)
[12고물01-02] · 실험 당구공 충돌 영상으로 운동량 보존 법칙 검증하기 당구공 두 개의 충돌 장면을 촬영해 충돌 전후 속도를 측정하고, 운동량 보존 법칙과 반발 계수를 이용해 탄성·비탄성 충돌 여부를 판별한다. 소재: 당구공 충돌 영상 (당구공 충돌 영상, 속도 측정, 운동량 보존, 반발 계수, 탄성 충돌)
[12고물03-01] · 조사 액정 디스플레이 구조로 렌즈 상 형성과 편광 원리 함께 조사하기 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트와 편광판 구조를 조사해 화면이 표시되는 원리를 편광 방향 변화로 설명하고, 화면 앞 보호 렌즈의 상 형성 원리를 함께 분석한다. 소재: 액정 디스플레이(LCD) (액정 디스플레이(LCD), 백라이트·편광판, 편광 방향 변화, 보호 렌즈, 상 형성 원리)
[12고물02-05] · 실험 브레드보드 LED 회로에서 키르히호프 법칙 검증하기 브레드보드에 LED와 저항을 직렬·병렬로 배치한 회로를 구성해 각 지점의 전류·전압을 측정하고, 키르히호프 법칙으로 계산값과 실측값을 비교한다. 소재: 브레드보드 LED 회로 (브레드보드 LED 회로, 직렬·병렬 배치, 전류·전압 측정, 키르히호프 법칙, 저항)
[12고물02-03] · 실험 전자기 유도 코일 실험으로 자체 유도 계수 측정하기 구리 코일과 자석을 이용한 전자기 유도 실험으로 유도 기전력을 측정하고, 코일 감은 수를 달리해 자체 유도 계수 변화를 정량적으로 분석한다. 소재: 구리 코일 실험 (구리 코일 실험, 유도 기전력, 코일 감은 수, 자체 유도 계수, 전자기 유도 법칙)
[12고물04-02] · 조사 중력파 검출 사례로 시공간과 불확정성 원리 함께 탐구하기 LIGO 중력파 검출 공개 자료를 조사해 시공간 왜곡이 만드는 미세한 길이 변화를 설명하고, 이를 측정하는 간섭계의 정밀도 한계를 불확정성 원리와 함께 분석한다. 소재: LIGO 중력파 검출 자료 (LIGO 중력파 검출 자료, 시공간 왜곡, 미세 길이 변화, 간섭계 정밀도, 불확정성 원리)
[12고물04-02] · 조사 블랙홀 관측 자료로 시공간 왜곡과 빛의 이중성 함께 탐구하기 블랙홀 사건의 지평선 관측 자료를 조사해 강한 중력에 의한 시공간 왜곡과 시간 지연을 설명하고, 강착원반에서 방출되는 고에너지 광자의 이중성을 함께 분석한다. 소재: 블랙홀 관측 자료 (블랙홀 관측 자료, 사건의 지평선, 시공간 왜곡, 강착원반, 빛의 이중성)
[12고물04-01] · 조사 원심분리기 작동 원리로 관성력과 광전효과 응용 함께 탐구하기 실험실용 원심분리기의 회전 원리를 가속 좌표계의 관성력으로 설명하고, 분리 결과를 광센서로 검출하는 과정에서 활용되는 광전효과 원리를 함께 조사한다. 소재: 원심분리기 (원심분리기, 가속 좌표계, 관성력, 광센서 검출, 광전효과)
[12고물01-02] · 조사 소행성 충돌 시뮬레이션으로 운동량 보존과 궤도 변화 함께 탐구하기 소행성 충돌 공개 시뮬레이션 데이터를 활용해 충돌 전후 운동량 보존으로 파편 속도를 계산하고, 뉴턴 운동 법칙과 케플러 법칙으로 파편의 새로운 궤도를 예측한다. 소재: 소행성 충돌 시뮬레이션 (소행성 충돌 시뮬레이션, 파편 속도, 운동량 보존, 케플러 법칙, 궤도 예측)
[12고물03-02] · 실험 비눗방울 막의 색 변화로 박막 간섭과 편광 함께 탐구하기 비눗방울 막에서 나타나는 무지갯빛 색 변화를 박막 간섭 원리로 설명하고, 편광 필름을 통해 반사광을 관찰해 빛의 편광 특성이 색 변화에 미치는 영향을 함께 조사한다. 소재: 비눗방울 막 (비눗방울 막, 박막 간섭, 무지갯빛 색 변화, 편광 필름, 반사광)
[12고물02-01] · 실험 반데그라프 발전기로 정전기 차폐와 등전위면 확인하기 반데그라프 발전기를 이용해 도체 주변 전기장을 측정하고, 가우스 법칙으로 전위 분포를 계산하며 패러데이 케이지의 정전기 차폐 원리를 설명한다. 소재: 반데그라프 발전기 (반데그라프 발전기, 전기장 측정, 가우스 법칙, 전위 분포, 정전기 차폐)
[12고물04-02] · 조사 GPS 위성 시계 보정 사례로 중력 시간 지연 탐구하기 GPS 위성이 지상 시계보다 빠르게 가는 현상을 조사해 일반 상대성 이론의 중력에 의한 시간 변화로 설명하고, 실제 보정값 자료를 통해 시공간 개념을 정량적으로 분석한다. 소재: GPS 위성 시계 (GPS 위성 시계, 시간 보정 자료, 중력에 의한 시간 변화, 일반 상대성 이론, 시공간)

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