미스테리 끄새

youtu.be/Y-ic-sKlHns 러더퍼드가 제시한 원자모형의 문제점을 해결하는 방안으로 보어(Niels Hendrik David Bohr)가 양자론의 입장을 적용한 새로운 원자모형을 제안했다. 그는 원자에서 나오는 전자기파의 에너지가 연속적으로 방사되는 것이 아니라 불연속적인 양으로 방출되어 선스펙트럼을 이루는 데 착안했다. 보어는 원자에는 어떤 안정된 궤도가 존재해서 전자가 이 궤도에서는 에너지를 잃지 않고 운동할 수 있으며, 한 궤도에서 다른 궤도로 뛰어 옮길 때만 전자기파를 방출해 에너지를 잃게 된다고 가정했다. 이것은 물리량이 양자화되어 있다는 양자론에 근거한 것이다. 보어는 에너지가 연속된 양이 아니라 최소 단위의 정수배로만 존재하면서 주고받을 수 있다면, 원자내의 전자가 가질 수 있는 에..

youtu.be/U2fo7gsEtU8 원자의 성질에 관한 이론이 어느 정도 정립되자 학자들은 미소세계에 대해 더욱 궁금해 하기 시작했다. 그것은 원자가 어떻게 생겼는지를 알아내는 일이었다. 1903년 일본의 도쿄대학교에서 나가오카 한타로 나카오카(長岡半太郞, 1865～1950)는 토성 원자모형을 발표했다. 하지만 양전하가 중앙에 있고 그 주위를 전자들이 고리 모양으로 돌고 있는 토성 원자모형은 역학적 불안정성 때문에 발표되자마자 심한 비판에 부딪혀 폐기되었다. 전하를 가진 전자가 원자 내에서 궤도 운동을 한다면 전파를 발생하게 마련이며 결국 순식간에 에너지를 잃고 핵으로 떨어지고 만다는 설명이다. J. J. 톰슨은 그가 발견한 전자와 수소이온을 바탕으로 1904년에 원자의 모형을 제시했다. 이 당시 이미..

youtu.be/Z2oXjo_aWgY 자연계에 존재하는 원소들의 양은 천양지차이다. 미국의 지질학자 클라크는 지구의 지각에 존재하는 원소들의 양을 비교했다. 클라크가 말하는 지각은 지구의 표층과 대기를 포함하는 것으로 지구 전체 질량의 0.7퍼센트에 해당하는 부분이다. 그의 분석에 의하면 지각에 존재하는 원소의 양 중에서 가장 많은 것은 산소로 약 49.3%이다. 그 다음으로 규소 25.8%, 알루미늄 7.56%, 철 4.7%, 칼슘이 3.39%이다. 따라서 나트륨, 칼륨, 마그네슘을 포함하여 지각에 가장 풍부하게 존재하는 원소 8가지가 차지하는 비율은 97.91%이며 가장 풍부한 11개 원소가 차지하는 비율은 99.43%이다. 물론 이들 숫자는 계속된 연구로 각 원소의 존재비가 다소 수정되고 있음을 첨..

youtu.be/RmZmhukicUM 멘델레예프는 자신의 책을 출판하기 위해 다양한 자료를 모아 연구하는 동안 화학 원소의 성질들 사이에 비슷한 양상이 있음을 알았다. 그는 여러 가지 다른 화학 원소 사이의 관계를 조사⋅연구하였는데 이런 연구는 멘델레예프 이전에 실시되었던 연구였다. 1815년 영국의 윌리엄 푸르트는 모든 원소는 무게로 따져 수소의 정수 배가 된다는 것을 발표했으나 곧 잘못된 생각이라는 것이 밝혀졌고 1864년 영국의 존 뉴런즈는 원소를 순서대로 배열하면 8째에 성질이 비슷한 것이 나타난다는 옥타브설을 발표했지만 학자들로부터 인정받지 못하고 있었다. 멘델레에프는 당시까지 알려져 있는 원소 63개에 대한 정보를 바탕으로 다른 학자들이 찾아내지 못한 원소 사이의 상관관계를 분석하기 시작했다...

youtu.be/HRHfZ-HK9h0 인간이 원소라는 개념을 창안한 이후 현재까지 알려진 원소를 발견하기까지의 과정과 그 결과를 나열한다는 것은 간단한 일이 아니다. 인류의 오랜 경험이 쌓이고 쌓이면서 구리, 금, 은들을 찾아 낸 이후 이들 외의 수많은 자원들의 생산과 기술이 발전함에 따라 화학은 원자론의 기초 위에 올라서게 되고 보다 정밀한 근대과학으로 발전한다. 이는 과학자들로 하여금 세상에 있는 거의 모든 물체를 분석하도록 유도하여 1815년에 41종의 원소가 알려졌고 1818년 49종, 1850년 59종, 1869년에는 63종이 알려졌다. 특히 화학자들은 원자론의 입장에서 물질의 구조를 해명하기 시작했고 유기화학의 등장으로 더욱 세분된 과학 분야의 하나 독자적인 과학으로 화학이 등장한다. 학자들의..

youtu.be/Zphljjow-wE 1천여 년을 걸려 금을 만들려고 했던 노력이 모두 헛된 것은 아니다. 금을 만들지는 못했지만 연금술 과정에서 여러 가지 발견이 이루어졌기 때문이다. 또한 만물이 더 이상 쪼개지지 않는 원자라는 알갱이로 이루어져 있다는 생각도 도출했다. 이것이야말로 바로 현대과학이 발전되기 시작한 또 하나의 계기라 볼 수 있다. 물론 만물이 원자로 되어 있다는 것은 그리스 시대부터 있었다. 그러나 그리스의 데모크리토스가 내세운 원자론은 철학적이면서도 모호했고 에피쿠로스가 다시 거론했지만 소수인들의 관점에서 벗어나지 못했다. 아리스토텔레스는 그리스 원자론이 ‘허공’ 개념과 연관되었다는 이유로 철저히 부정되었다. 여하튼 그리스 과학은 서로 다른 다양한 현상들을 연관 짓는 원리나 법칙을 갖..

youtu.be/XQuXCrdWdik 현대 과학을 그리스로부터 태어났다는데 이의를 제기하는 사람은 거의 없다. 이것은 과학이 헬레나 시대부터 태어났다는 것을 의미하는데 헬레나 과학은 다른 고대 문명에서는 전혀 볼 수 없는 특징을 가지고 있다. 가장 두드러진 특징은 과학적 이론 즉 ‘자연철학’의 발명이다. 우주에 관한 초기 그리스인들의 생각과 헬레나 시대의 다소 비실용적이라고도 보일 수 있는 추상적인 지식 탐구에서 그리스인들의 과학의 정의에 근본적으로 새로운 요소를 추가했다. 사실상 자연철학이라는 개념이야말로 인류가 현재 누리고 있는 과학시대 즉 과학의 진로를 바꾸어놓은 계기라 볼 수 있다. 기원전 640년경 밀레투스에서 탈레스(Thales, 기원전 640?～546?)라는 남자아이가 태어났다. 과학사가들은..

youtu.be/vWxAUPiiMM8 퀴리 부부와 베크렐의 발견에 의해 세상에 태어난 방사능에 따른 제반 정황 및 추후의 파급 효과에 대해서는 ‘방사능 발견 100주년’인 1998년 9월 30일 자크 시락 프랑스 대통령의 연설문으로 잘 표현되어 있다. 다소 내용이 길지만 과학자의 길을 비롯하여 방사능에 따르는 수많은 문제점과 해결책을 도모하는데 좋은 자료가 되므로 이를 전재한다. ‘한 나라의 과학계가 중요시하는 기념일을 보면 그 학계가 표방하는 이미지를 잘 알 수 있다고 저는 생각합니다. 새롭게 발견하고 현상을 이해하는 어려운 학문의 길을 걸을 때 필요한 대범함과 끈기를 가진 과학자의 이미지, 또 일반적인 생각과 달리, 끊임없이 새로운 것을 발견하며 자꾸만 제기되는 새로운 문제에 답을 찾아가는, 참신하고..

youtu.be/nCQqbaligAQ 퀴리 가문은 초창기 노벨상을 가장 많이 받은 과학자 가문으로도 유명하다. 퀴리를 시작으로 연달아 4대에 걸쳐 과학자를 배출했다. 그녀의 딸 이렌느 졸리오 퀴리(Irene Joliot Curie)는 1935년 노벨화학상을 받았고, 이렌느의 딸 엘렌도 물리학자가 되었다. 또 엘렌의 두 아들도 물리학자로 이름을 알리면서 4대째 과학자를 배출하는 가문으로 자리매김했다. 그 중에서 가장 알 알려진 사람은 이렌느다. 마리 퀴리의 사위인 프레드릭 졸리오 퀴리(Frederic Joliot Curie)도 마리 퀴리의 연구를 계속하여 1935년에 이렌느와 공동으로 노벨 화학상을 수상했다. 물론 마리 퀴리는 그들의 노벨상 수상을 알지 못했다. 바로 전 해에 마리 퀴리가 사망하였기 때문이..

youtu.be/hS0CXK9reZ4 라듐에 대해 완전한 지식이 없었으므로 과학자들조차 라듐에 관해 무지할 수밖에 없었다. 당대의 과학자들이 얼마나 무지했는가는 1901년에 발간된 『천문학 개관』을 보아도 알 수 있다고 페터 크뢰닝은 소개했다. ‘베크렐선은 산소를 오존으로 변환시킨다. 오존이 아주 탁월한 소독용 물질이라는 사실은 잘 알려져 있다. 그러므로 우리는 미래에 우리의 주거공간에 베크렐선을 발하는 물체를 배치함으로써 지금은 폭우가 퍼부은 들이나 산에서 마실 수 있는 그런 신선한 공기를 아주 간단하게 집안으로 끌어들일 수 있다는 기대를 가져보아도 좋을 듯하다.’ 당대의 과학자들이 이런 예상을 했을 정도이니 일반인들에게 어떤 폭풍이 몰아닥쳤는지 예상하는 것은 어려운 일이 아니다. 의사들은 병원이 문 ..