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교육의 불평등

양극화에 따른 교육의 불평등 그 원인과 해결책과거 우리 사회에서의 교육 불평등은 계급 차이에 따라서 나타나게 되었다. 양반에서 천민으로 계급이 높을수록 고등교육을 받게 되었지만 낮은 계급일수록 교육을 전혀 받지 못하였다. 그 후에는 성차별적으로 교육의 불평등이 일어났으며 남자에 비해 여자들이 교육을 제대로 받지 못하였다. 현재 급속한 양적 팽창을 거듭해온 한국 교육은 이제 선진국에 뒤떨어지지 않는 교육 체제를 확립하고 국민 모두에게 교육받을 권리를 보장해 주고있다. 하지만 한국 교육의 화려한 성장의 이면에는 또 다른 교육 불평등의 심각한 그늘이 드리워져 있다. 바로 우리사회 최대 화두인 빈부 격차로 인해 발생한 양극화 현상에 의한 교육의 불평등이다. 정부 자료에서도 차 상위 계층을 포함한 빈곤층 인구는 716만명에 달하고, 최저생계비 이하의 절대빈곤 인구만도 500만 명에 달한다고 한다. 이만큼 우리 사회가 경제적인 이유로 극심한 고통을 겪고 있는데 이런 사회의 양극화, 심각한 경제적 빈부의 격차가 교육에 어떠한 영향을 끼칠까? 그동안은 주로 교육기회균등의 문제에 초점을 두었으나 1960년대 이후부터는 교육기회균등을 위한 노력이 교육평등을 실현시키지는 못했다는 점에서 교육기회균등이라는 말보다 교육평등이라는 용어를 사용해왔다. 오늘날 대학교육을 받을 수 있는 기회는, 형식적으로는 누구에게나 열려 있지만, 실질적으로는 가정형편에 따라 그런 기회를 누리지 못하는 경우도 많다. 이것은 기회의 평등이 실질적 불평등으로 인해 침해당할 수 있다는 점을 보여준다. 실제로 가정형편이 좋아 입시준비에 전념할 수 있고 과외공부도 많이 한 학생들이 좋은 성적으로 우수한 대학에 진학하고 있는 한국사회의 현실이 이를 잘 보여준다. 이러한 교육수준의 차이는 직업지위와도 연관되기 때문에 일생 동안의 소득과도 연관된다. 우리나라에서는 교육수준에 따라서 개인소득이 크게 영향을 받고 있다. 특히 대학을 진학한 사람과 그렇지 못한 사람 사이에는 그 격차가 줄어들고 있기는 하지만 여전히 소득에서 수 있다. 먼저 빈부 격차에 따른 양극화 현상이 어떻게 나타나고 있는지 자료를 통해 살펴보자.-학력 대물림, 개천의 용은 없나?제 374회 뉴스추적 -4월 5일(수) 밤 11시 05분 방송본 내용 중 발췌부모의 월 소득과 수능성적의 관계를 비교한 자료이다.이 기사의 인터뷰 내용 중 김경근 교수님은 교육 결과를 놓고 본다면 분명히 계층 간 굉장히 큰 격차가 있는 것은 사실이고 정책적인 수단을 동원 한다 해도 쉽게 메울 수 없는 큰 격차라고 하였다.-서울대 신입생, 의예 43% 법대 38% “우리집은 상류계층” (한겨례, 최현준 기자)이 기사에서는 강북은 종로구를 제외하면 강남, 서초 등에 크게 뒤지는 것을 알 수 있다. 서울과 지방에서도 교육격차는 차이가 나지만, 서울내의 강북과 강남에서조차 교육격차가 발생한다는 것을 알 수 있다.강남구는 지난 달 1000명당 25.4명이 서울대에 입학했다고 서울대 입학 자료를 공개 했다.그러나 마포구는 2.8명으로 강남과 강북간의 차이가 큰 것으로 밝혀졌다.몇 가지 자료를 통해 알 수 있듯이 빈부격차에 따른 양극화 현상이 교육에 미치는 영향을 확인 할 수 있었다. 왜 빈부 격차에 따라 양극화가 일어나고 교육 불평등이 일어나는가?우선, 우리나라는 단선형 학제이면서도 대학으로 진학하는 인문계 고등학교와 사회로 진출하는 실업계 고등학교가 완전히 분리된 채 상호연결체제가 없는 복선형의 형태로 운영되고 있어 교육의 불평등현상을 초래하고 있다. 또한 조기교육의 필요성과 세계적인 추세에 비추어 취학전 교육이 공교육화해야 함에도 불구하고 우리의 학제는 취학전 교육이 대부분 사립에 의존하고 있어 저소득층 자녀에게 교육기회의 혜택을 주지 못하고 있다. 마지막으로 학교 간, 지역 간, 사회계층 간 교육기회가 큰 차이가 있다. 특히 사교육비에 지출되는 비용이 많아 저소득층의 자녀가 취학전 교육이나 고등교육을 받을 기회가 적고 이는 다시 사회계층을 재생산하는 기능을 수행하게 되었다.이렇게 사회계층은 양극화가 되어 계급적 차이가 발생하게 되었고 학생 대학 진학자 가운데 불리한 사회계급 출신자 비율을 증가시켰으나, 사회계급 간에 존재하는 불평등을 감소시키지 못했다. 정부의 노력이 별 성과를 가져오지 못한 이유는 이렇다. 대학교육기회의 출신계급별 불평등 구조가 변화하지 않은 상태에서 기회의 양만 증가시켜 대학 교육 기회가 상대적으로 적은 인구를 점하고 있던 유리한 계급 출신자에 의해 우선적으로 채워지고 나머지 여분이 상대적으로 많은 인구를 점하고 있는 불리한 계급 출신자의 몫으로 돌아갔다는 것이다. 이렇게 형식상의 교육기회의 확대는 이루어졌으나 이에 상응하는 교육재정 확보를 이루지 못한 점은 학부모들에게 재정 부담을 줬고 이러한 상황은 오늘까지 이어져 오는 것이다.지금까지 문제점을 인식해보고 교육의 불평등이 일어나는 원인을 알아보았다. 이 문제는 우리나라뿐만 아니라 어느 나라에서든지 일어나고 있는 현상이다. 이 문제를 더욱 완화시키기 위해 어떤 노력을 하고 있는지 어떤 사례들이 있는지 알아보겠다.먼저 정부의 두 가지 대안들을 살펴보겠다.첫 번째로 교육 격차 해소법인데 이는 교육의 질적 수준을 높일 수 있도록 교육관련 기관의 책무성을 강화하는 동시에 이를 위하여 행·재정적, 제도적 여건을 갖추자는 것이 그 주요 취지이다. 또한 학생들로 하여금 필수 학업 성취 수준에 도달하도록 각 학교와 시·도교육청(광역교육청) 및 그 하급 교육 행정기관(지역교육청)의 책무성을 강화하는 동시에 학교 운영의 자율권을 확대하고 저소득 계층 및 학력 저하 학생들이 많은 지역과 학교에 대한 경제적 지원을 강화하고자 한다. 그리하여 부모의 경제적 수준에 상관없이 다양하고 질 높은 교육을 받도록 하여 궁극적으로 교육격차를 해소하고 교육의 질적 수준을 높이는데 그 목적이 있다. 교육부장관으로 하여금 교육격차의 실태를 주기적으로 파악하도록 하며, 중앙과 지역에 관련 당사자들이 참여하는 교육격차 해소를 위한 협의기구를 두며, 교육부장관은 학생들의 교육 목표 도달현황, 국민기초생활보장 수급권자 및 차상위계층 현황, 학교급식지원대상 학생 현황 그다. 사이버 가정 학습 서비스는 공교육을 보완하며 사교육비와 지역간 교육 격차를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.민간에서의 대표적인 사례는 위 스타트 운동 (We Start)이다. 'Start'는 여러 선진국에서 쓰고 있는 빈곤 아동 지원사업의 일반 명칭으로, 미국(Head Start), 영국(Sure Start), 캐나다(Fair Start), 호주(Best Start)등의 국가는 빈곤을 예방하려면 어린 나이 때부터 개입해야 한다는 판단 아래 Start 운동으로 빈곤층 아동에게 교육, 복지, 건강, 정서 등에 대한 포괄적 서비스를 해주고 있다. 2004년 3월, 중앙일보는 약 100만 명으로 추산되는 빈곤 아동들의 절박한 삶을 비춘 '탐사기획-가난에 갇힌 아이들'을 연재했으며, 이 기사를 계기로 같은 해 5월 50여개의 민간단체들이 모여 ‘가난의 대물림을 끊자’는 목표를 가지고 We Start 운동본부를 만들었다. 어려서 제대로 교육받지 못하고 육체적, 정신적 건강을 보살핌 받지 못한 빈곤층 아동들은 커서도 취업에 어려움을 겪거나 소득이 낮은 직종을 가질 가능성이 크고, 결과적으로는 부모의 가난이 자녀에게 대물림 된다. We Start 운동은 전문 인력 및 지역 사회의 자원봉사 네트워크와 자치단체의 지원 등으로 가난한 가정의 아이들에게 공정한 복지(Welfare)와 교육(Education)의 기회를 제공하여 가난 대물림을 끊고 삶의 출발(Start)을 돕자는 시민운동으로, 복지, 교육과 건강 서비스를 3대 축으로 한다. We Start 운동은 기존의 단발적인 아동복지 사업과는 큰 차이가 있다. 일회성의 물질적 도움을 주기보다는 12세 이하의 아이들에게 교육, 복지, 건강 분야에서 공정한 출발선을 제공해 근본적인 자활 의지를 길러주는 활동을 하며, 아이들의 부모에게도 자립과 자녀 교육 의지를 갖도록 지원한다. 기본 사업으로는 빈곤 아동이 200~300명 정도 되는 지역을 We Start 마을로 선정하여 빈곤층 아이들이 일정 수준의 교육, 복지, 의료 혜택을 누릴램이 활성화되어 있는데 이에 기여한 것 중에 하나는 1985년에 창설된 전국규모의 비영리 조직인 전국대학 총장 사회봉사협의회(Campus Compact)이다. Campus Compact는 멘토링 프로그램을 우선사업으로 정하고 학교에서 탈락될 위기에 처한 학생을 상대로 5개년 사업을 수행하였다. ‘학습 활동을 지원하는 캠퍼스 파트너 프로젝트’(The Campus Partners in Lerning Projet:CPIL)라는 프로그램을 1988에서 1993년까지 천 백만달러를 들여 실시하였는데 이는 대학생들이 학교에서 실패할 위험이 큰 청소년을 위해서 멘토로서 활동 할 수 있도록 하는 프로그램이다. 이 프로젝트는 대학 기반 멘토링 프로그램을 위한 훌륭한 관행들을 만들었다. 1988에서 1989년의 첫 번째 단계에서는 성공적인 대학기반 멘토링 프로그램(Campus Based Mentoring Program)의 기본적인 요소들을 확인하고, 훈련을 위한 책을 발간하고, 시범적으로 10개 캠퍼스에 예산을 지원하였다. 두 번째 단계인 1990년에서 1992년에는 CPIL의 가이드라인을 만족시키는 12개의 대학에 프로그램 발전기금을 지원하였다. 마지막 단계(1992~1993)에는 84개의 캠퍼스에서 실시되는 멘토링 프로그램을 지원하였으며, 네 개의 멘토링 지원센터를 개설하였다. 이러한 노력의 결과로 100개가 넘는 멘토링 프로그램이 개발 되었으며, 25,000명의 위험 청소년들이 그 대상이 되었다. 1992년에서 1995년에는 멘토링 프로그램의 확장기로 이 시기동안 111개의 대학에 멘토링 프로그램을 강화하고 새로운 대학기반 멘토링 프로그램을 만들기 위해서 기금을 지원하였으며, 이러한 프로그램을 통해서 대학생들이 4,200명이 넘는 위험에 처해있는 청소년들의 멘토로서 활동하기 위해서 모집 되고 훈련을 받았다. 또한, Campus Compact는 대학을 거점으로 하는 멘토링 프로그램과 관련된 정보 센터의 역할도 수행하면서 지역 학교 체계, 지역사회조직, 주(州) 정책기관, 고.

교육학| 2011.09.04| 5페이지| 1,000원| 조회(194)

교육, 불평등, 교육심리, 양극화, 교육수준, 계급차이

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광학 실험 예비 레포트- 단일슬릿의 회절

광학실험 예비 레포트-단일 슬릿에 의한 회절-간섭, 회절 패턴 촬영, 현상-단일 슬릿에 의한 회절(센서)1. 실험 목적레이저를 이용하여 단일슬릿에 의한 빛의 회절 현상을 관찰할 수 있다.단일 슬릿에 의한 회절 무늬 사이의 간격을 통하여 광원의 파장을 계산할 수 있다. 회절 무늬와 간섭 무늬가 슬릿의 폭에 따라 어떻게 달라지는지 관찰한다.2. 이론 및 배경-단일 슬릿 회절회절폭이 좁고 긴 틈을 만들어 단색의 빛을 비추게 되면 틈의 각 부분을 통과하는 빛이 멀리 진행하면서 서로 간섭이 되어 위치에 따라 밝고 어두운 무늬가 생긴다. 이러한 효과를 볼 수 있도록 좁고 길게 틈을 만든 광학장치를 슬릿(slit : 실틈)이라 한다. 슬릿의 폭이 좁다면 호이겐스 원리에 의해 그곳으로부터 거의 동일한 하나의 구면파가 생겨 나가게 되어 빛은 방사상으로 넓게 퍼지되 특이한 간섭의 무늬를 볼 수 없을 것이다. 그러나 슬릿의 폭이 빛의 파장에 비하여 클 때에는 슬릿을 통과하는 빛의 슬릿에서의 위치에 따라 빛의 위상이 달라지게 되어 이의 간섭의 효과가 나타날 것이다. 이 경우는 연속적으로 위상차이가 있는 빛이 무수히 많이 합해지게 되어 이를 특별히 회절이라 하고 무늬의 형태는 간섭의 무늬와는 다른 양상을 띈다. 위상자에 의한 단일슬릿 회절해석을 해보면 연속적인 위상차이의 빛을 무수히 합하는 방법으로서 위상자의 방법을 쓰면 매우 직관적으로 회절을 이해할 수 있다. 아래 그림은 틈의 폭이인 단일 슬릿을 통과하는 빛을 보여주고 있다. 유한한 구간으로 나눔으로 생각해 보면 폭을 가지고 있는 틈을 분할할때 엄밀하게는 무한히 작은 영역으로 나누어 적분의 원리를 이용해서 각각의 파형을 합성해야 하지만 빛의 파장에 비하여 작은 폭정도로 나누어도 효과를 충분히 볼 수 있다. 위상자 방법에서는 유한개의 위상이나 밝기가 다른 빛을 합성하는데 직관적인 이해를 줄 수 있어서 적은 개수로부터 시작하여 개수를 늘여나가면 회절의 결과를 정확하게 계산할 수 있게 된다. 아래 그림에서는 각 분할된 영역을 통과한 여러 줄기의 빛이 평행으로 나아가 멀리 있는(혹은 볼록렌즈에 의해 집속되어) 스크린의 한 점(중심선과 기울어진)에 모이는 것을 보여준다.연속적으로 열려있는 창을 통과하는 파의 회절을 다룰때는 이를 유한한 구역으로 나누어 나중에 이 구역을 무한히 작게 줄여서 해석할 수 있다. 화면 왼쪽 아래의 두 개의 슬라이더를 통하여 틈을 분할하는 개수와 회절각을 조절할 수 있다. 회절각은 -30~30도 까지 변화시킬 수 있지만 실제의 회절에서는 그 범위가 매우 좁다. 한편 화면 아래에 인접한 두 광선의 경로차를 분홍색의 선으로 보이고 있고, 이 길이가 두 광선의 위상차를 결정하게 된다.위상자로 도해하여 합성하면 앞에서 분할된 각 영역에서 나오는 각 광선이 서로 위상차이를 가지고있는 것을 살펴 보았다. 서로 같은 간격으로 나누었기 때문에 각각의 광선의 세기는 서로 동일하고, 또한 인접한 광선과의 위상차이가 일정함을 알 수 있다. 따라서 이들을 위상자로 표현하면 모두 크기가 같고 기울어진 각도가 등간격으로 주어지게 되어 쉽게 합성을 해 낼 수 있다. 이들을 꼬리에 꼬리를 물게하여 이어주면 정다각형과 비슷하게 합성됨을 알 수 있다. 아래의 그림에서 0으로 표기한 것은 슬릿의 면에 수직인 평행광선으로 나가게 되어 스크린의 중앙에 도달하게되는 10개의 빛이 합성된 형태를 보여주고 있다. 모든 광선이 다 같은 광학적 경로를 가지고 있기 때문에 같은 위상을 가지게 되어 그 위상자를 나열하면 그림처럼 일직선이 되어 합성된 위상자는 열배의 크기를 가진다. 따라서 이 경우가 가장 극대화 되어 합성된 상황으로 회절의 중심점이 가장 밝게 빛나는 이유가 된다. 만일에 한 구간에서의 빛의 밝기를 1이라 한다면 이 빛의 밝기는 위상자의 길이의 제곱인 100의 밝기를 가지게 된다.위상차이가 각각 0, 5도인 10개의 파의 합성위 그림에서 5로 표기한 것은 스크린의 중앙에서 약간 벗어난 위치로 비추어지는 빛으로 10개로 분할한 각각의 빛들은 인접한 빛과 일정한 위상의 차이를 가지게 될 것이다. 이 그림의 경우는 인접한 빛이 5o의 위상차이를 가지고 있다. 따라서 위상자를 합성하면 그림처럼 5o로 자꾸 꼬부라져 휘어진 형태가 된다. 여기서 많은 수로 분할하였다면 이 위상자가 중첩된 형태는 원호가 되고 이 원호의 길이는 0o의 직선의 길이와 같을 것이다. 아래의 그림은 인접한 빛이 서로 30o, 36o, 45o의 위상차를 가지고 있다. 36o의 경우는 열 개가 합성되어 출발점으로 되돌아 온 모습이다. 이 경우에는 빛이 서로 모두 소멸되어 스크린에서 가장 어두운 무늬를 만들 게 될 것이다. 또한 이보다 위상이 커지게 되면 한 바퀴 돈 이후에 또다시 새로운 원호를 그리게 되어 점차 밝아질 것이다. 그러나 총 원호의 길이는 일정하므로 합성된 위상자의 크기는 앞에서의 경우와 비해 많이 줄어있다.위상차이가 각각 30, 36도, 45도인 10개의 파의 합성합성된 결과의 밝기를 계산해보면 위상자 그림에서 합성된 위상자의 길이는 바로 스크린에서의 빛의 진폭이 된다. 빛의 밝기는 이 진폭의 제곱에 비례하므로 위상차에 대한 이 합성된 길이의 제곱을 그래프로 그리거나 수치로 나타내어 단일슬릿 회절을 이해하게 된다. 실제로 인접광선과의 위상차는 슬릿에서 광선이 기울어진 정도에 따라 달라지므로 연속적인 위상자의 차이가 스크린 상에 거의 그대로 반영되어 밝고 어두운 무늬로 나타나게 된다. 오른편 그림은 틈을 10개로분할하여 점차 인접파와의 위상을 조금씩 늘여나가면서 그 합성된 빛의 밝기를 그래프로 그린 것이다. 그래프의 중앙에서 피크를 이루고 있는데 이 조건은 10개의 광선이 같은 위상을 가지고 있는 경우로서 슬릿에 수직의 방향으로 서로 평행으로 나아가게 된다. 회절무늬는 이 평행광선을 볼록렌즈로 집속하고, 이의 초점면에 스크린을 설치하게 되므로 이 피크는 스크린의 중앙에 슬릿의 방향과 같은 방향으로 뚜렸한 밝은 띠로 나타나게 될 것이다. 그래프의 가로축에 화살로 표현한 지점은 인접한 광선사이의 위상차가 각각 0도, 5도, 10도, 15도, 20도, 30도, 36도, 45도, 54도, 72도인 곳으로 36도, 72도인 경우에는 빛의 밝기는 0임을 알 수 있다.앞에서 살펴본 것처럼 틈을 10개 정도로 분할하여도 회절의 결과를 거의 정확하게 계산할 수 있지만 엄밀하게는 분할수를 늘여야 할 것이다. 특히 슬릿의 틈이 빛의 파장에 비하여 훨씬 커서 10개로 분할한 경우 인접광선과의 위상차가 큰 값으로 나타나는 경우에는 분할수를 늘여야 할 것이다. 단일슬릿의 경우에는 분할구간을 무한히 늘여주는 과정을 비교적 쉽게 이해할 수 있다. 앞의 프로그램에서 살펴 본 것 처럼 분할수를 늘려주면 한 광선의 빛의 밝기는 분할수에 반비례하여 줄어들게 된다. 그러나 이들을 모두 직선으로 이어주면 일정한 길이가 된다. 단일슬릿에서 중심축에 대하여기울어진 방향으로 회절되는 빛은 처음과 마지막 광선의 위상차이는이다. 분할수가 늘어나면 인접 광선과의 위상차는 줄어들지만 전체의 위상차는 이 값으로 일정하게 유지된다. 따라서 분할수가 무한으로 늘어나게 되면 위상자를 연결시킨 그림은 원호를 그리게 되고, 이 원호의 길이는 회절각에 상관없이 일정하고 다만 슬릿의 폭에 따라 달라질 것이다. 이 원호의 곡률반경은 원호의 처음부분과 끝부분에서의 접선이 이루는 각이 전체의 위상차가 되도록 조절되어야 한다. 따라서 회절각이 0에서 점점 커지면 원호가 무한대의 곡률인 직선으로부터 점점 곡률반경이 줄어들어 꼬부라지다가 둘둘 말리는 것으로 이해할 수 있다. 이로부터 단일슬릿 회절의 공식을 정확하게 계산해 낼 수 있다.단일슬릿 회절의 위상자 덧셈법 _ 단일슬릿의 열린 틈을 분할하여 각각이 가지고 있는 위상자를 덧셈하여 합성된 파의 위상자를 붉은 색의 벡터 표시로 보여준다. 프로그램 실행시 초기에는 틈을 10구간으로 분할하였다. 열린 틈의 한쪽 끝에서 나온 파동과 다른쪽 끝에서 나온 파의 위상차가 총위상차란 이름으로 처음에는 50도로 주어져 있고, 분할수나 총위상차는 화면의 두 슬라이더로 변경할 수 있다. 분할수를 증가시키면 각각의 화살은 거의 원호를 이루게 됨을 알수 있다. 한편 분할수를 2개로 하면 영의 간섭의 상황이 되어 회절무늬와 확연히 다른 결과를 주게 된다. 분할수를 2, 3, 4 등으로 하여 이중슬릿, 3중슬릿, 4중 슬릿에 대한 것도 알아볼 수 있다.단일슬릿 회절에서 무한 분할의 위상자의 덧셈결과 _ 무수히 많은 위상자가 합성되면 원호를 이루게 된다. 이 원호의 길이는 위상차이가 0일때의 길이인 Ao의 길이를 유지하면서 원호를 만든 것으로 이해할 수 있어 Ao와 총위상차 Φ로 부터 합성파의 진폭 A를 구할 수 있다.위 그림에서 위상차이가 없을때의 진폭은 수평선의 길이로서가 된다. 한편 회절각로 회절되는 빛의 경우 총위상차는가 되어 원호의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝의 접선이 이루는 각이 된다. 한편 합성파의 진폭은 그림에서로 나타내었고 이는 그림의 직각삼각형으로부터 구할 수 있다.(1)(2)한편 원호의 반경은 호의 길이가인 것과 이는에를 곱한 것으로 표시된다는 것으로부터 구해진다.(3)(4)(5)빛의 밝기는 진폭의 제곱에 비례하므로 회절 관계식은 다음과 같이 정리된다.(6)아래 그림은 이 결과를 그래프로 그린 것이다. 단일 슬릿과 스크린 사이에 렌즈로서 빛을 집속할 때 렌즈의 초점은

자연과학| 2011.09.04| 7페이지| 1,000원| 조회(634)

센서, 회절, 광학, 단일슬릿, 패턴, 간섭, 광학실험

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트랜지스터

1.실험목적트랜지스터에 대한 전반적인 이해와 NPN Type과 PNP Type의 트랜지스터를 실험적으로 알아본다.2.실험이론반도체 트랜지스터(Transistor)가 작동하기 위해서 순서를 따라 진행한다. NPN 의 동작 순서는 다음과 같다.1) 베이스로 유입된 바이어스가 이미터로 흘러나간다. 이것을 ib라고 한다.2) ib가 흐르고 난 다음 컬렉터로 유입되는 다량의 전류가 이미터로 흐른다.(증폭률에 비례한 배율의 전류가 흐름) 그런데 PNP는 다음과 같은 경로를 거치게 된다. 이미터로 흘러 들어가 베이스로 흘러나간다. 이유는 통상적으로 전류 역시 전압처럼 플러스 전극에서 나와 마이너스 전극쪽으로 흘러간다고 정의되어(실제로는 반대라고 함) 있으므로 NPN의 바이어스 구조를 보면 컬렉터에 플러스 이미터에 마이너스를 공급하여 작동하지만 PNP 의 경우 반대로 이미터에 플러스 컬렉터에 마이너스를 공급하여 작동하는 구조를 가지고 있기 때문이다. ib가 흐르고 난 후 이미터로부터 흘러 들어가는 다량의 전류가 컬렉터로 흘러나간다. Ib는 베이스 전류라는 의미이다.컬렉터로 흘러 들어가는 전류는 ic이고, 이미터로 흘러나가는 전류는 ie이다.#트랜지스터는 적은 양의 전류가 많은 양의 전류를 제어하는 장치이다.트랜지스터에 흐르는 전류는 트랜지스터의 형태(PNP, NPN)에 따라 다르며 그것이 위 그림에 나타나 있다.(왼쪽이 PNP형, 오른쪽이 NPN형)#Biasing Transistor-트랜지스터가 정상적으로 작동하기 위해서는 트랜지스터가 적절하게 바이어스 되어야 한다. 바이어스의 종류에는 순방향 바이어스의 Emitter-Base 접합과, Collector-base 접합이 있다.- 위 그림은 적절하게 바이어스된 트랜지스터를 나타낸다. 실제 트랜지스터 안에서 나타나는 흐름을 도식화하여 나타내었다.- 위 그림은 실제 회로 구성을 어떻게 하는지 보여주는데, 일반적으로 두 개의 전지를 사용하지만, 실제적으로 Collector에서 Emitter-Base으로 전압이 공급된다.3.실험방법1) input characteristic Measuring Ib and Ube-위의 그림과 같이 회로를 연결한 후 1k 의 전위차를 조정하여 base-emitter-voltageUbe를 0V로 만든다.-접압을 주의하여 점점 증가시켜 Ube 와 Ibe의 값을 수식에 맞춰 각각 표1에 기록한다.2)Control characteristic :measuring Ic and Ib ,parameter Uce-위의 그림처럼 회로를 연결한 후 멀티미터를 이용하여 Ic를 측정한다-Uce의 전압값을 측정하고 값을 표2에 기록한다-1k의 전위차를 최소화 하여 Ib를 조정한다-Ib의 값을 주의하여 증가시켜 Ib와 Ic의 값을 수식에 맞춰 표2에 기록한다.3)Output characteristic :measuring Ic and Uce,parameter Ib.-위와 같은 회로를 구성하고 앞의실험에서 1k를 47k로 바꾼뒤 1c와 1k 사이에 220옴을 연 결한다.-Ib값을 측정하여 수식을이용해 표3에 기록한다.-220옴의 전위차를 최소화하여 Uce를 조정한다.-Uce값을 주의하여 증가시켜 Uce와 Ic값을 수식을이용하여 표3에 기록한다.4.참고자료-트랜지스터트랜지스터는 두 개의 반도체 접합부를 서로 아주 근접하도록 형성시켜서 만든다. npn트랜지스터는 그림 5-6(a)와 같은 두 개의 n형 물질과 p형 물질로서 구성되어 있다. n형물질의 한 영역을 콜렉터(collector), 그리고 또 다른 n영역은 에미터(emitter), 중앙에 있는 p형 영역은 베이스(base)라고 부른다. 그림 5-6 (b)에서 에미터 단자의 화살표는 트랜지스터가 npn형 또는 pnp형인가에 따라 방향이 바뀐다. 다이오드에서와 마찬가지로 화살표의 앞부분은 에미터와 베이스 사이의 전류의 방향을 나타낸다.

자연과학| 2010.04.23| 4페이지| 1,000원| 조회(396)

반도체, 트랜지스터, npn 트랜지스터

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전자회로 실험 기기분석

실험 목적기본적인 실험기구들의 특징과 사용방법을 알아보고 간단한 실험을 하면서 실험 기구들을 익혀본다.실험 이론MultimeterMultimter는 문자 그대로 저항, 전압, 전류를 측정하는데 사용한다. Ohmmeter를 선택하면 저항을 측정할 수 있다. Meter를 0부터 ∞로 설정하여 회로의 다른 부분을 특정한다. Voltmeter를 선택하면 전압 즉, 전위차를 측정할 수 있다. Ammter를 선택하면 전류를 측정 할 수 있다. 모든 값을 측정하는 실험을 진행 할때에는 테스트선을 병렬로 연결한다. Meter Pointer를 눈금의 2/3 이상으로 유지한다. 멀티미터는 측정되는 전류, 전압, 저항의 크기를 10진수에 의해서 소수점까지 정확하게 표시할 수 있다. 멀티미터는 내부에 증폭기를 가지고 있기 때문에 미소한 양을 측정할 수 있고 전압계 감도가 높아서 전압 측정시 피측정 회로에 부하 효과를 거의 주지 않는 장점을 가지고 있다. 디지털 멀티미터기의 표시는 일반적으로3 1/2 내지는 5 1/2 디지트로 구성되는데 1/2는 첫 번째 디지트가 0또는 1만을 표시하기 때문이다. 또한 직류/교류 전압계로 사용할 경우 입력 저항은 10M로 이는 전압측정시 피측정회로에 영향을 주지 않기 위해서이다.교류 전압/전류 측정 시에는 표시기는 실효값(r.m.s)으로 표시된다.Power SupplyPower Supply는 보통 50볼트 이하의 출력 전압을 제공한다. 대부분 규칙적으로 변화하는 교류전압 출력 단자와 +1.2로 고정된 직류단자를 가지고 있다.1)교류 전원장치 - 교류 전원장치는 대부분 가정용 전원인 60 Hz 교류전원을 이용하여 전압을 조절시키는 낮춤변압기 또는 높임변압기형으로 되어있다. 변압기의 종류에 따라서 1차측과 2차측 즉, 입력과 출력측이 서로 닿아 있을 수도 있고, 독립되어 있을 수도 있다. 트랜스형은 별문제지만 자동변압기형에서는 출력측이 접지로부터 떨어져 있다. 즉, 출력 측의 한 선만을 만져도 전기가 올 수 있다.2)직류 전원장치 - 직류전원은 또, 일정한 전압을 공급하는 정전압전원과 일정 전류를 공급하는 정전류전원이 있다. 정전압전원은 정전압 집적회로(IC)를 이용하는 가장 간단한 직류 전원장치이나 전원장치에 따라서 사용할 수 있는 전압과 전류의 크기가 정해져 있으므로 유의한다. 정전류 전원장치는 출력측에 연결된 부하의 전기저항이 변화하면 공급전압을 자동으로 변화시켜서 항상 일정한 전류를 흐르도록 한다. 정전류기능을 갖는 전원장치는 흔히 정전압기능도 함께 갖고 있어서 전압조절과 전류조절용 손잡이를 어떻게 놓느냐에 따라 정전압과 정전류 형태를 취할 수 있도록 되어있다. 따라서 정전류방식을 취하고자 할 때는 전압조절 손잡이를 충분히 돌려놓아(즉, 출력 가능한 전압을 키워), 전류손잡이에 의해 출력전류가 조절되도록 하면 된다. 정전압방식을 원할 때는 반대로 전류조절손잡이를 충분히 증가시켜 놓고 전압손잡이를 서서히 증가시켜 원하는 전압을 출력시키도록 하면 된다.OscilloscopeOscilloscope는 주파수와 전압 그리고 전류를 측정한다. Multimeter와 다른점은 파형이나 양을 시각적인 그래프로 보여준다는 점이다. 스크린의 경우 텔레비전하고 비슷한 원리인 CRT 스크린으로 되어 있으며, 전자가 충돌하게 되면 빛을 발하는 형광면으로 되어 있다. 그로인해 화면을 가로질러 빠르게 이동하는 밝은 선을 관찰 할 수 있다.GeneratorGenerator는 글자 그대로 발전기이다. 멀리 떨어진 촬영 장소에 전력을 공급하는 발전기. 10 앰프의 유닛에서 3,000 앰프 AC나 DC의 3단계 유닛까지 다양하며, 조명·기계, 그밖에 전력에 의해 가동될 수 있는 것들을 작동하기 위해 사용된다. 가스 발전기와 디젤 발전기로 구별된다.저항띠 읽는법(저항띠의 모양)저항기란 금속 또는 비금속의 저항체에 단자를 붙여 고정저항 또는 가변저항을 얻는 장치이다. 전동기의 속도 제어용 또는 전류 제어용으로서 만들어지는 것이 많다. 종류는 카본 저항(Carbon Resistor), 솔리드 저항(Solid Resistor), 권선 저항(Wire-Wounded Resistor), 네트워크 저항(Network Resistor), 가변저항, 반고정 저항이 있다.저항부품에는 색띠(Color Code)가 있고, 그 색 띠를 통하여 저항부품의 저항을 읽는다. 저항을 읽는 방법은 아래의 표와 같다.색저항값허용오차제 1색띠제 2색띠제 3색띠(숫자)검정색(Black)001Ω-갈색(Brown)1110Ω±1%빨강색(Red)22100Ω±2%주황색(Orange)331KΩ-노란색(Yellow)4410KΩ-녹색(Green)55100KΩ±0.5%청색(Blue)661MΩ-보라색(Violet)7710MΩ-회색(Gray)88100MΩ-백색(White)991GΩ-금색(Gold)--0.1Ω±5%은색(Silver)--0.01Ω±10%무색(Non-Color)--±20%실험 방법MultimeterMultimeter를 이용하여 전압, 전류, 저항을 측정한다.전압 측정하기⑴ Multimeter를 DC voltmeter로 사용한다.⑵ 위 그림처럼 연결을 한다. 그리고 각각의 저항에서 일어나는 전압 강하를 측정하도록 한다.⑶ Multimeter를 AC voltmeter로 사용하여, 위 그림과 같이 회로를 만들어 준다. 그리고 각각의 저항에서 일어나는 전압강하를 측정한다.Ammeter⑴ Multimeter를 DC Ammeter로 사용한다.⑵ 위 그림과 같이 전체전류를 측정한다. 그리고 아래 그림과 같이 각각의 전류를 측정하도록 한다.Ohmmeter⑴ Multimeter를 Ohmmeter로 사용한다. 10ohm, 1K

자연과학| 2010.04.23| 5페이지| 1,000원| 조회(228)

저항, 오실로스코프, 멀티미터

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방사선 붕괴

방사선 붕괴실험목적동위원소 붕괴과정을 이해하고 방사성 동위원소의 반감기를 측정한다.데이터 분석방법한 시점에서 있는개읭 방사성 동위원소의 핵과 이들 중 시간간격사이에 붕괴되는 핵의 수은 대체로 아래의 관계식을 만족시킨다.(1)여기서는 단위시간당 핵 하나가 붕괴할 확률에 해당하는 비례상수인 붕괴상수 로서 방사성 동위원소에 따라 다르다. 식 (1)에서(2)이식을 적분하면 아래의 관계식이 주어진다.(3)여기서는 초기 (=0)의 방사성 핵의 총수이다. 시점에서 붕괴하지 않고 남아 있는 방사성 핵의 수,,가 초기수의 반이 될 때까지 걸리는 시간,을 방사성 핵의 “반감기”라고 일컬으며 식 (3)으로부터 아래와 같이 표현할 수 있다.(4)주기율표의 자연방사성계열중의 Thorium계열은 기체 상태인(Radon)을 포함한다. 이 방사성동위원소는 반감기의 측정을 위하여 이온화 chamber에 불어서 넣기 쉽고붕괴를 통한 반감기()가 짧아 붕괴상수의 측정을 통하여 반감기를 결정하는 것이 비교적 쉽다. 이 실험에서 이용되는 이온화 chamber는의 붕괴로 방출되는입자(헬륨의 원자핵,)가 운동에너지의 대부분을 이온화 chamber 안의 공기분자를 이온화하며 잃는다는 사실에 근거를 두고 방출되는입자의수, 즉 붕괴하는 Radon핵의 수를 측정하는 장치이다.입자와의 상호작용에 의하여 이온화된 공기분자의 양과 음이온은 그대로 두면 정전기적인 인력에 의하여 대부분 재결합한다. 이온화 chamber의 양극에 높은 양 전압을 걸면 음이온은 양극으로 그리고 양이온은 음극으로 끌려와 두 극 사이를 흐르는 미세한 전류를 형성한다. 이 전휴의 크기는 단위시간당 붕괴하는 핵의 수에 비례하며 따라서 전휴의 시간에 따른 변화를 관측하면 붕괴하는 Radon핵 수의 시간에 따른 변화율을 결정할 수 있다. 실제로 이 실험에서 이온화 함에 주입되는 방사성동위원소의 총량과 이에 따라 방출되는입자의 수는 매우 작기 때문에 Radon핵의 붕괴에 따라 발생하는 공기분자이온의 양도 매우 작다. 따라서 결과적으로 생기는 전류의 크기를 측정하기 위하여 이온화 chamber의 출력전류는배 이상으로 증폭되어야 한다. 병속의 Thorium 방사성 동위원소는 반감기가년인를 주로 포함하고 있으며 이 원소의 붕괴로 생성되는 딸 원자핵중 기체 상태로서 이온화 chamber에 주입되는 것은이다. Radon의 붕괴를 적절한 시간간격동안 관찰하여 전휴가 시간에 따라 지수함수 적으로 감소하는 현상을 확인한다.(5)여기서는 측정 초기의 전류이고는 측정된 전류의 시간에 따른 변화를 표시한다.결과 및 통계 , 오차 및 원인설명반감기 산출식을 이용 붕괴상수를 구할 수 있다.를 이용하여 구할 수 있다.시간반감기0 ? 538.355 ? 1071.8110 ? 1536.1815 ? 2067.2120 ? 2548.6225 ? 3066.0130 ? 3580.9235 ? 4090.6540 ? 4533.8145 ? 5078.5250 ? 5544.3255 ? 6036.9860 ? 6562.9465 ? 7059.4670 ? 7584.8875 ? 80109.1580 ? 85159.3885 ? 9019.2390 ? 95-95 ? 10037.34100 ? 10560.62105 ? 11027.68110 ? 115-115 ? 12024.21120 ? 12558.33125 ? 130-130 ? 13533.59135 ? 140-140 ? 14532.88145 ? 15037.22150 ? 15510.00155 ? 160-160 ? 165116.07165 ? 17055.44170 ? 17525.08175 ? 18045.02평균56.51이론상 220Rn의 반감기는 55.6초여야 한다. 하지만 실험의 평균치를 봤을때 0.91초의 오차가 생겼다. 오차율은 1.6%였다. 라돈을 불어 넣고 안정화 시간을 갖지 못했고 라돈의 양을 조금 많이 한 것 같다. 시간의 간격을 더욱 적게하면 오차가 줄어들 것이다.토의 및 토론(1) 자연계에서 비교적 흔히 발견되는 방사성 동위원소의 예를 몇가지 들고 그들의 반감기를 써본다.우라늄 238U → 납 206Pb / 약 45억년토륨 232Th → 납 206Pb / 약 140억년루비듐 87Rb → 스트론튬 87Sr / 약 470억년칼륨 40K → 아르곤 40Ar / 약 13억 5천만년탄소 14C → 질소 14N / 약 5700년(2) 인위적으로 방사성 동위원소를 만드는 방법과 이방법으로 만들어져 유용하게 이용되는 방사성 동위원소의 종류와 실제 이용되는 분야에 대하여 기술한다.방사선 동위원소는 원자핵 속에 중성자 또는 양성자 중 어느 한 쪽이 너무 많아 균형이 맞지 않는 상태에 있는 것이다. 따라서 자연계에서 쉽게 구 할수 있는 안정 동위원소의 원자핵에 인위적으로 양성자나 중성자를 넣어 주면 방사성 동위원소가 만들어 질 것이다. 이러한 장치로 대표적인 것이 원자로와 사이클로트론이다. 원자로는 우라륨-235와 같은 핵연료가 핵분열을 일으키면서 중성자와 에너지를 방출하고 이때 생성된 중성자에 의하여 다른 원자핵이 분열하는 연쇄반응이 일어나도록하는 시설이다. 원자로에서는 물질의 원자핵 속에 중성자를 넣어 주어 중성자가 과잉인 핵종을 만들어 준다. 따라서 베타선 또는 감마선을 동시에 방출하는 핵종을 주로 만든다. 예를 들어 요드-131, 탄소-14, 인-32, 몰리브덴-99, 홀뮴-166등이 있는데 이들을 만들기 위해서는 이들보다 중성자가 하나적은 동위원소 즉 요드-130, 탄소-13, 인-31, 몰리브덴-98, 홀뮴-165등을 원자로에 넣어주면 된다. 베타선을 방출하는 핵종은 치료용 방사선 의약품으로 사용된다. 따라서 이렇게 만든 방사성 동위원소중 요드-131, 인-32, 홀뮴-166등은 실제로 갑상선암, 진성적혈구다증, 간암, 뼈 전이암 통증 치료 등에 사용하고 있다.(3) Thorium계열 방사성동위원소의 대표적인 붕괴사슬을 찾아 기술한다.(4) 이 실험에서 방사성붕괴의 빈도와 전류사이의 관계를 설명 한다.

자연과학| 2009.06.01| 5페이지| 1,000원| 조회(733)

방사선, 라돈, 동위원소, 반감기

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