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202106.21

[Dr.억도리 클래스] SF의 단골 아이템 OOOO의 정체는?

KFE   
https://fusionnow.kfe.re.kr/post/plasma/1293





안녕하세요 여러분. 


저는 한국핵융합에너지연구원의 마스코트 ‘억도리’라고 해요. 


 


인공태양 장치를 이용해 태양처럼 무한하고 청정한 에너지를 만들기 위한 연구를 하는 곳이랍니다. 


사람의 손으로 태양을 만들었다니! 과학의 세계는 정말 놀랍죠? 


 


때때로 과학은 너무 어렵게 느껴지기도 하지만, 


한편으론 우리가 살아가는 세상을 이해하는 정말 멋진 일이기도 한데요. 


저와 함께 앞으로 흥미진진한 과학 이야기를 함께 나누어봐요~! 






뿌슝빠슝~ SF에 나오는 아이템들


우리가 SF 장르에서 흔히 보는 무기들


플라즈마 소드, 플라즈마 건, 플라즈마 부스터 등등.... SF 영화나 게임에서 정말 많이 봤던 단어들이죠? SF 장르 속에는 거대 로봇, 우주 여행, 미래 세계까지 정말 흥미진진하고 신기한 이야기들과 볼거리가 펼쳐지곤 하는데요. 단골처럼 등장하는 단어가 바로 ‘플라즈마’입니다.


혹시 영화나 게임 속에 등장하는 플라즈마 아이템의 공통점이 무엇인지 생각나는 친구가 있나요? 바로 ‘빛’이 난다는 점인데요.


영화 스타워즈에 등장하는 광선검부터 시작해서 X트라이더의 플라즈마 부스터도 엄청난 빛과 함께 추력을 얻곤 하죠. 단순히 화려하게 표현하기 위한 효과 아니었을까? 생각한 친구들이 있다면 저의 설명을 끝까지 함께 따라와 주세요~GoGo!


X트라이더 플라즈마 부스터 전개!



고체, 액체, 기체.... 그 다음이 있다?



이 세상의 물질에는 세 가지 상태가 있답니다.

바로 고체, 액체, 기체를 말하는데요. 우리가 늘 생활에서 접하는 물을 떠올려 볼까요?

물의 상태는 바로 ‘액체’인데요. 물을 냉동실에 얼리면 얼음이 되어 딱딱한 ‘고체’가 되고요. 물을 주전자에 넣고 팔팔 끓이다보면 ‘기체’ 상태인 수증기가 되어 공기 중으로 훨훨 날아가 버리죠. 이렇게 고체, 액체, 기체가 우리가 잘 알고 있는 기본적인 물질의 세 가지 상태랍니다.


그러면 조금 더 자세히 이야기를 풀어볼까요? 물질들이 고체에서 액체로, 액체에서 기체로 모양과 형태를 바꾸는 건 과연 무엇 때문일까요? 물을 끓이는 걸 상상해보면 쉽게 답을 얻을 수 있겠죠? 바로 온도인데요. 물을 추운 냉동실에 두면 얼음이 되고, 얼음을 상온에 두면 물이 됩니다. 물을 끓여 온도를 높이면 수증기가 되고요. 열을 흡수하느냐, 방출하느냐에 따라 고체도 되었다가 액체도 되었다가 기체도 되는 물질의 상태! 여러분들이 모두 다 알고 있는 현상도 알고 보면 굉장히 중요한 과학적 원리가 숨어있었네요!


하지만 물질의 상태 속에는 여러분들이 그동안 알지 못했던 비밀 하나가 숨겨져 있다는 사실, 알고 계신가요? 물질은 세 가지 상태가 아니라, 네 가지 상태로 나누어진다....?!


그 네 번째 상태가 바로 오늘의 주제 ‘플라즈마’입니다.


제 4의 상태! 플라즈마!



물질의 상태는 온도에 의해서 변한다고 앞에서 설명을 했는데요. 물질의 네 번째 상태도 그 원리는 다르지 않답니다. 기체에 온도를 더하다보면 어느 순간 물질의 네 번째 상태인 ‘플라즈마’가 되는 것이죠.


어떤 물질을 계속해서 쪼개다 보면 물질을 구성하는 가장 작은 단위인 ‘원자’가 되는데요. 이 원자를 더 자세히 들여다보면 원자의 중심에는 (+)성질을 띄는 원자핵이라는 것이 있고, 그 주변에 (–)성질을 띄는 전자가 둘러싸고 있답니다. 그런데 기체에 온도를 계속 가하다 보면, 그 강한 에너지를 견디지 못한 원자핵과 전자가 서로 분리가 되는데요. 이 상태가 바로 ‘플라즈마’ 상태인 것이죠.


더 놀라운 것은 이 플라즈마는 독특한 특성을 갖는데요. 반짝반짝 예쁜 빛을 발한다는 것과, (+)원자핵과 (–)전자가 서로 분리되다 보니 일반 기체와 달리 전기적 성질을 띈다는 특징이 있답니다. 왜 게임이나 영화 속 플라즈마가 빛이 나는 모습으로 표현되는지 이제 아시겠죠?!


우주에 있는 대부분의 물질은 플라즈마 상태로 존재하고요. 아름다운 오로라, 번쩍 번쩍 번개도 우리가 자연 속에서 접할 수 있는 플라즈마 상태인데요. 플라즈마는 게임이나 영화 속에만 존재하는게 아니라는 점, 절대 잊지 마세요~






흥미로운 과학 이야기는 앞으로도 계속됩니다~♡




<관련 교과 목록>


초등학교 4학년 2학기 과학 :  물의 상태 변화


중학교 1학년 과학 : 물질의 상태 변화


중학교 2학년 과학 : 물질의 구성


 

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