KRISS KIDS 어린이관

희망을 밝히는 빛, 광도의 단위 cd(칸델라)

관리자 — 2023-09-04

바다에서 길을 안내해 주는 등대!

아무리 어두운 곳에서도 한 줄기 빛만 있으면

든든한 위안이 됩니다.

편리함을 넘어 때로는 희망으로 다가오는 빛!

빛의 밝기를 측정하는 단위는 무엇일까요?

산업혁명과 함께 가스등이 등장하면서

사람들은 빛의 밝기를 측정하는 단위의 필요성을 느꼈습니다.

영국에서는 양초를 이용해 빛의 단위를 ‘캔들’로 정의하기도 했습니다.

그 당시 1 캔들은 향유고래 양초 6 파운드를

시간당 120 그레인(1 그레인=6.480 x 10^-5 kg)로 태우는

램프의 밝기를 의미했습니다.

밝기를 재는 기준은 조명기구의 발달과 함께 변화했습니다.

20세기에 들어 빛의 표준 밝기는 양초에서 펜탄등으로 바뀌었고,

1937년에는 물리학에서 발견한 흑체를 도입한

‘새로운 캔들’이라는 정의가 만들어졌습니다.

현재 사용하는 광도의 단위 ‘cd(칸델라)’는

1948년 처음 등장했습니다.

흑체를 이용한 정의는 유지하면서,

‘짐승의 기름으로 만든 양초'라는 뜻의 칸델라로 명칭만 변경한 것이죠.

그리고 국제도량형총회는 1954년 cd(칸델라)를 기본단위에 포함시켰답니다.

이후 cd(칸델라)의 정의는 한 번 더 수정되었습니다.

2000 K가 넘는 고온에서 흑체를 실험적으로 구현하기가 어려웠고,

빛의 세기를 측정할 수 있는 새로운 기술이 개발되었기 때문입니다.

1979년 개정된 이후로 cd(칸델라)의 정의는 지금까지 변함없이 유지되고 있답니다.

* cd(칸델라)는 진동수가 540 × 10¹² Hz인 단색광의 시감효능 K_cd를

lm W^-1 단위로 나타낼 때 그 수치를 683으로 고정함으로써 정의된다.

세상을 환하게 밝혀주고 때로는 희망이 되어주는 빛!

빛의 밝기에도 사람의 눈이 인식하는 정도를 기준으로 탄생한

기본단위 cd(칸델라)가 있다는 사실, 모두 기억해주세요!

국제단위계가 선택한 전류의 단위 A(암페어)

관리자 — 2023-09-04

전류 단위 A(암페어), 저항 단위 Ω(옴), 전압 단위 V(볼트),

전하량 단위 C(쿨롬) 전기와 관련한 여러 개념 중 어떻게

A(암페어)가 국제단위계 7개의 기본단위로 선정되었을까요?

1879년 토머스 에디슨의 전구 발명으로

전력과 조명산업이 크게 발전했고,

자연스레 전류에 필요한 단위 체계와

이를 뒷받침할 표준의 도입이 필요해졌습니다.

1901년 이탈리아 물리학자 지오바니 조르지는 당시 단위계인

MKS 단위계에 전기의 기본단위를 추가하자고 제안했고,

1935년 국제전기기술위원회는

A(암페어), C(쿨롬), Ω(옴), V(볼트) 중

하나를 채택해 단위계에 통합할 것을 추천했습니다.

* MKS 단위계: m(미터), kg(킬로그램), s(초)를 기본단위로 삼는 단위계

그래서 네 가지 단위 중 다른 전기 단위에 비해

다양한 물리현상을 수치화해 계산할 수 있는 장점을 가진 단위!

A(암페어)를 채택해 국제단위계에 추가하게 되었습니다.

* 재정의 전 1 A(암페어): 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진

두 개의 평행한 직선 도체가 진공 중에서 1 m 간격으로 유지될 때

두 도체 사이에 매 미터당 2 ×10^-7 N의 힘을 생성하는 일정한 전류의 크기

하지만 A(암페어)의 정의 중 “무한히 길고, 무시할 수 있을 만큼

작은 원형 단면적을 가진”이라는 부분이 문제가 되었죠.

현실에서는 단면적이 0에 가깝고

무한히 긴 물체의 구현이 불가능하기 때문입니다!

이러한 문제로 간접적인 방법을 통해 실험했으나

상대적으로 불확도가 높아 문제가 되었죠.

또 전류 단위 정의에 길이와 질량, 시간이라는

다른 단위를 사용하는 것 역시 문제였습니다.

그래서 과학자들은 이를 조금 더 정확하고 단순하게

정의하고자 노력했고 그 결과 변하지 않는 상수인

기본 전하값을 이용해 A(암페어)를 재정의했습니다.

* 재정의된 1 A(암페어): 기본전하 e를 C 단위로 나타낼 때

그 수치를 1.602 176 634 ? 10^-19으로 고정

현대사회의 가장 중요한 에너지원 전기,

전류의 기본단위 암페어가 있었기에

현재의 산업과 과학이 더욱 발전할 수 있게 되었습니다.

어떤 것에도 의존하지 않는 열역학 온도의 단위 K(켈빈)

관리자 — 2023-08-30

병원과 일기예보의 공통점은?

바로 정확한 온도를 기준으로 현상을 해석한다는 점입니다.

계절에 따라 기온이 바뀌고, 질병 유무에 따라 체온이 달라지죠.

이때, 온도의 기준이 정해져 있지 않다면 얼마나 혼란스러울까요?

온도를 정확히 재기 위해서는 기준이 필요한데요.

우리가 일상에서 주로 사용하는

℃(섭씨)와 ℉(화씨)는 ‘물’의 변화를

그 기준으로 삼았습니다.

1기압에서 물이 끓는점과 어는점을 기준으로

℃(섭씨)는 그 사이를 100등분,

℉(화씨)는 그 사이를 180등분해서 온도를 재는 거죠.

즉 ℃(섭씨)와 ℉(화씨)는 ‘물’이라는 물질이 있어야

온도를 정할 수 있습니다.

‘온도’는 그 자체로 절대적인 정의가

될 수는 없는 걸까요?

그래서, 어떤 것에도 의존하지 않는

절대온도 K(켈빈)이 탄생합니다.

1848년, 켈빈 경이 모든 입자의 운동에너지가 0인 지점을

절대영도로 하는 절대온도 단위 K(켈빈)을 제안했죠.

처음에는 K(켈빈) 역시

‘물’의 삼중점이라는 기준을 사용했습니다.

하지만, 이 기준에는 물의 동위원소 비율에 따라

물의 삼중점이 달라질 수 있다는 문제점이 있었죠.

그래서 2018년 제26차 국제도량형위원회에서는

“K(켈빈)은 볼츠만 상수 k를 J K?¹ 단위로 나타낼 때

1.380 649 ×10?²³이 되도록 정의된다.”는

내용으로 K(켈빈)을 재정의합니다.

한국표준과학연구원은 이 볼츠만 상수 값의

불확도 개선에 기여하면서 K(켈빈)의 재정의에 참여하죠.

℃(섭씨)부터 ℉(화씨), 그리고 절대온도 K(켈빈)까지.

일상 속 다양한 현상의 기준이 되는 ‘온도’에는

과학자들의 보이지 않는 노력이 숨어 있습니다.

영원한 1 초를 위해 '원자'의 세계로

관리자 — 2023-08-30

1 초 동안 일어날 수 있는 일에는 어떤 것들이 있을까요?

나이아가라 폭포에서는 3,160 톤의 물이 떨어지고

우주에서는 4,000 개의 별이 탄생하며 30개의 별이 폭발합니다.

4.3명이 탄생하고 1.8명이 사망하는 시간 역시 단 1 초!

그럼 이 1 초라는 시간은 어떻게 정해졌을까요?

처음 1 초를 정할 때 과학자들은 1년 동안의 하루 길이를

평균으로 계산한 값을 '평균태양일’이라 하고

이를 86 400으로 나눈 값을 1 초(평균태양초)로 정의했습니다.

시간이 흘러 지구 자전 속도가 일정하지 않다는 사실이 밝혀진 후에는

공전 주기를 기준으로 1 초를 재정의하게 되었죠.

하지만 지구의 공전을 기준으로 하는 1 초는

오랜 시간 관측한 천체 자료를 바탕으로 도출해야

정확한 값을 얻을 수 있었기에 실제 사용에 불편함이 컸습니다.

과학자들은 절대적이고 영원한

1 초를 찾기 위해 연구를 거듭했고

그 결과, 천체에서 물질의 구성요소인

‘원자’의 세계로 눈을 돌렸습니다.

시간 측정의 기준을 원자로 삼는 ‘원자시계’를 개발한 것이죠!

그렇게 ‘세슘-133’이라는 원자의 진동수(전이 주파수)를

이용하여 영원히 변하지 않는 1 초를 정의했습니다.

^* 1 초: 세슘-133 원자의 바닥 상태에 있는 두 개의 초미세구조 사이를 전자가 이동할 때

흡수 및 방출하는 빛이 9 192 631 770번 진동하는데 걸리는 시간

우리 삶의 중심이 되는 단위 ‘시간’

한국표준과학연구원은 더 정확한 1 초를 위해

오늘도 연구에 매진하고 있습니다.

1 kg의 첫 발자국이 되어준 '국제 킬로그램 원기'

관리자 — 2023-08-30

프랑스 파리 근교의 한 건물,

건물 지하 깊숙한 곳에는 세상에 단 하나뿐인 보물이 있습니다.

아주 작은 먼지조차 허락하지 않겠다는 듯

세 개의 유리관으로 철저히 둘러싸여 있죠.

주변의 온도는 물론 습도까지 세심하게 조절해 줘야 하는

이 보물은 바로 세상 모든 1 kg의 기준이 되는

국제 킬로그램 원기입니다!

^*국제 킬로그램 원기 : 높이와 지름이 각각 39 mm 인

백금 90 %, 이리듐 10 % 로 만든 원통형 금속

국제 킬로그램 원기는 손상을 방지하기 위해

금고에 철저히 보관되었지만,

시간이 흐르며 외부 요인에 의해 생기는

손상은 막을 수가 없었습니다.

전 세계 1 kg의 기준인 질량 원기가 불안정하다면

일상생활과 산업 현장에서 이루어지는 측정값을 신뢰할 수 없기에

과학자들은 국제 킬로그램 원기와 같은 인공물이 아닌

영원히 변하지 않는 기준을 찾아야만 했습니다.

그 결과 과학자들은 절대 불변하는

자연 상수인 ‘플랑크 상수’를 이용해

2018년, 제26차 국제도량형총회(CGPM)에서

1 kg을 재정의합니다.

^*플랑크 상수 h는 6.626 070 15 X 10^?³⁴ J s

오랜 세월 질량의 기준이 되어준 ‘국제 킬로그램 원기’는

이렇게 역사의 뒤안길로 서서히 사라져가지만,

정확한 1 kg을 정의하고자 했던

인류의 첫 발자국으로 오래도록 기억될 것입니다.

아홉 개 숫자에 담긴 변치 않는 '1 m의 정의'

관리자 — 2023-08-29

이 아홉 개의 숫자는 특별한 의미를 품고 있는데요!

혹시 머릿속을 스치는 생각이 있으신가요?

억만장자의 금고 비밀번호일 수도,

비밀스런 규칙을 품은 넌센스 숫자 퀴즈일 수도 있습니다.

하지만 이 숫자에는 생각보다 더 큰 의미가 담겨있습니다.

세상의 모든 길이를 정확하게 측정하고자 했던

인류의 오랜 노력과 그 역사가 고스란히 녹아있으니까요.

이쯤에서 '미터원기'를 떠올리는 분들도 계실 텐데요.

1799년, 프랑스는 세상에서 가장 정확한 1 미터가 담긴

길이 표준기 '미터원기'를 개발해 강대국의 입지를 다졌지만

백금과 이리듐으로 만든 물리적 인공물이었기에

외부 환경의 영향으로 마모되는 문제점을 가지고 있었습니다.

절대 변해서는 안 될 길이 표준에 손상이 생기기 시작한 것이었죠.

1960년대에 이르러 과학자들은

'정확한 1 미터'에 대한 새로운 답을 찾기 시작합니다.

"인공적인 기준이 아닌, 주파수와 빛의 속도를 기준으로 하자!"

그렇게 탄생한 1 m의 정의는 바로 이것!

“

미터는 빛이 진공에서

299 792 458 분의 1초동안 진행한 경로의 길이다

”

불변하는 빛의 속도는 장소, 시대에 영향을 받지 않으니

앞으로 미터의 정의가 외부 요인에 의해

바뀌지 않을 것이라는 게 가장 큰 장점이었죠.

한국표준과학연구원(KRISS)에서도 미터의 새로운 정의에

대응하기 위해 대한민국 길이 표준원기인 'KRISS-Laser-2'를

개발하였으며, 1991년 국제도량형국(BIPM)에서 이뤄진

국제 비교를 통해 그 가치를 인정받았습니다.

빛의 이동거리를 이용해 새로운 '1 m'의 정의를 만든 것처럼,

새로운 길이 표준을 통해 과학기술과 산업의

신뢰성을 높여줄 수 있는 '기준'을 만들어가길 응원합니다!

과학기술의 발전에 응답하다 '국제단위계 SI'

관리자 — 2023-08-29

1875년 미터협약을 통해

국제 공통 단위제도로 인정받은 미터법.

미터법은 어떻게 오늘날의

국제단위계(SI)로 거듭나게 됐을까요?

시대가 흐르고 기술이 발전하면서

증기기관에는 ‘힘’의 단위,

교통수단에는 ‘속도’ 단위와 같이

기존에 없던 단위가 필요해졌습니다.

이 때문에 학문이나 공업 등

각 분야에서 새로운 단위계들이 생겨났죠.

그중 대표적인 것이 길이는 센티미터(cm), 질량은 그램(g),

시간은 초(s)를 기본단위로 삼는 CGS 단위계입니다.

1890년 경 CGS 단위계의 센티미터(cm)와 그램(g)이

각각 미터(m)와 킬로그램(kg)으로 바뀌며

MKS 단위계로 진화하였고,

1935년에는 전기 기술의 성장에 따라 전류의 단위

암페어(A)가 등장해 MKSA 단위계로 한층 더 발전했습니다.

이후에도 거듭된 기술 혁신으로

1948년에는 온도의 단위 켈빈(K)과

광도의 단위인 칸델라(cd)가 추가되었죠.

그렇게 1960년, 제11차 국제도량형총회에서

이 여섯 개의 단위를 바탕으로 한 국제 단위체계를

국제단위계(SI)라고 부르기로 했고

마지막으로 1971년,

물질량의 단위 몰(mol)이 추가되어

현재 우리가 사용하는 7개 단위의

국제단위계(SI)가 확정되었습니다.

미터법에서 점차 성장한 국제단위계 SI,

단위에 둘러싸인 우리의 일상이 국제단위계를 통해

한층 더 밝아질 수 있었습니다.

도량형의 소중함, '바른 단위' 사용으로 지켜가다

관리자 — 2023-08-29

조선에서 국호를 바꾸고

독립국임을 선포한 1세기 전 '대한제국'

1905년 제정된 대한제국의 법률 1호는 무엇이었을까요?

대한제국은 우리 고유의 단위인 결부속파법에

국제단위체계인 미터법을 적용한 도량형 규칙을

1905년 대한제국 법률 1호로 선포했습니다.

광복 이후에는 미터협약에 가입하고

1961년 국제단위계를 사용하는 계량법을 제정했습니다.

국제단위계 이외에 다른 단위를 쓰지 못하도록 규정해

거래의 정확성과 공정성을 확보했죠!

특히 '평'은 우리나라 고유의 단위가 아닌

일제 강점기의 잔재로, 일제 시절 일본의 측량부대가

국토를 약탈하는 데 사용했던 단위이기 때문에

더욱더 사용하지 말아야 합니다.

하지만!

아직까지도 우리 일상에서 평, 돈, 근 등의

비법적 계량단위는 흔히 쓰이고 있습니다.

자정 노력에도 불구하고 한번 일상생활에 자리 잡은

비법정 계량단위들은 쉽게 사라지지 않았죠.

결국 2007년 7월 1일, '계량에 관한 법률'에 따라

비법정 계량단위의 사용이 전면 금지되었습니다.

반드시 '평'을 '제곱미터(m²)'로, '돈'이나 '근'을

'그램(g)' 그리고 '킬로그램(kg)'으로 사용하도록 규정했죠.

거래의 정확성과 공정성을 높이는 것은 물론,

한 나라의 역사를 반영하고 세상을 움직이는 힘을 가진 도량형!

'바른 단위'를 사용하는 습관으로

도량형의 가치를 더 소중히 지켜가는 건 어떨까요?

'미터법' 명실상부한 '국제단위체계'로 발전하다

관리자 — 2023-08-28

프랑스 대혁명 때 탄생했던 '미터법'

'미터법'은 최초의 미터원기 탄생 후

약 40여년이 지나서야

프랑스에서 겨우 자리잡았는데요.

프랑스는 40여년 동안 무역·제국 영토를

점점 아프리카와 아시아로 넓혀갔고,

그 과정에서 여러 나라가 통일된 하나의 도량형을 사용하면

무역에 이롭다는 걸 깨닫기 시작했죠!

'미터법'에 대한 사람들의 긍정적인 생각은

정치·경제·산업·문화 등 다방면에 걸친

산업혁명의 성과를 한자리에서 볼 수 있는

'만국박람회'를 계기로 더욱 확산됐습니다.

'만국박람회'에 참석한 미·영·프 등

10개국의 학자들은 국제 통상이 증가하고 있는 지금,

국제적으로 통일된 도량형 제도가

꼭 필요하다는 의견을 모았는데요.

1872년 세계 각국의 '국제미터위원회' 위원들이

파리에 다시 모여 여러 도량형을 비교한 결과,

'미터법'이 가장 실용적이면서도

학술적으로 편리한 체계라는 것을 공표했죠.

결국 세계 17개국이 '미터협약'을 체결하면서

미터법은 명실상부한 '국제 단위체계'로

발전하게 되었습니다!

가장 정확한 1 m를 구현한 '미터원기'

관리자 — 2023-08-28

‘잰다’라는뜻의 그리스어 메트론(metron)과

라틴어 메트룸(metrum)에서 유래한 ‘미터’

프랑스 대혁명 때 탄생한 도량형의 명칭은 바로 ‘미터법’이었는데요.

킬로그램, 리터 등 다양한 단위 중에서도길이 단위인 미터가

전체 도량형의 기초 역할을 하도록 정해졌기 때문이었죠.

도량형 개혁을 주도했던 ‘프랑스 과학 아카데미’에서는 1 미터를

‘북극에서 적도까지거리의 1000만 분의 1’로 정의했지만,

실제 그 길이가 얼마인지 정확히 알아내는 일은 쉽지 않았습니다.

프랑스 학자들은 고민 끝에

덩케르크에서부터 바르셀로나까지의 거리를 잰 뒤,

그 길이를 이용해서 실제 북극과

적도의 거리를 정확하게 계산해내기로 합니다.

당시 유명한 천문학자였던 ‘장 밥티스트들랑브르’와

지도 제작자였던 ‘피에르메생’이

‘더 정확한 1 미터’를 찾기 위한 긴 여정에 나서게 되죠.

하지만 프랑스 대혁명의 엄청난 혼란 속에서

거리를 측정하고 기록하는 일은 무척 어려웠고,

결국 6년여의 긴 세월이 지나서야

정확한 1 m를 측정하는 데 성공하게 됩니다.

두 학자의 피나는 노력 덕분에

1799년 탄생한 길이 표준기 '미터원기’,

전 세계에 보급된 미터원기 덕분에

언제, 어디서든 정확한 1 m를 구현할 수 있었습니다.

"미터는 진공에서의 빛의 속력 c를 m s^-1 단위로 나타낼 때

그 수치가 정확히 299 792 458이 되도록 정의돼."

이후 길이 표준은 발전과 진화를 거듭한 끝에

1983년 변하지 않는 물리 상수인

'빛의 속력'을 기준으로 재정의되어 사용되고 있습니다.

모든 시대, 모든 사람을 위한 미터법

관리자 — 2023-08-28

프랑스 혁명 전, 프랑스를 방문한

영국의 농업가 ‘아서 영’은 놀라움을 금치 못했습니다.

그 이유는 무엇이었을까요?

그 이유는 바로, 당시 프랑스에

약 800 개의 도량형 종류가 있었고

개수가 무려 약 25만 개에 달했기 때문이었습니다.

그 수많은 도량형을 통일하고자

모든 시대, 모든 사람을 위한

새로운 도량형 질서를 세우는 혁명이 일어나게 됩니다.

저명한 과학자와 철학자들이 속한 과학 아카데미는

누구에게도 특별히 이롭지 않으며,

오랜 시간이 지나도 변하지 않는 것을

도량형 표준으로 삼고 싶어 했습니다.

오랜 고심 끝에 아카데미는

그 모든 것을 충족할만한 표준을 발견했습니다.

그것은 바로 인류 전체의 공통 유산인 ‘자연’이었죠.

그들은 자연에서 얻을 수 있는 것 중,

지구의 크기에서 표준을 얻기로 결정했습니다.

지구의 자오선을 기준으로

‘북극에서 적도까지의 거리’의 1000만분의 1을

길이의 단위로 삼았고, 이는 현재 표준 도량형인

미터법의 시작이 되었습니다.

암행어사의 필수품, 표준 자 '유척'

관리자 — 2023-08-23

왕의 특명을 받아 각 고을을 돌며

지방 관리들의 부정부패를 엄하게 감찰했던 ‘암행어사’

왕은 그런 암행어사에게 특별한 물품을 하사했는데요,

그 특별한 물품은 무엇이었을까요?

어사 발령장인 ‘봉서(封書)’와 직무 규정집인 ‘사목(事目)’,

필요할 때 언제든 역마를 사용할 수 있는 증표인 ‘마패’

그리고 모든 지방 관청 도량형의 기준이 되는 ‘유척’이었습니다.

유척은 놋쇠로 만든 약 25 cm 크기의 사각 기둥으로

네 면에 각각 다른 단위를 새겨

다섯 개 분야에 대한 ‘표준 자’로 사용됐습니다.

암행어사는 유척의 영조척과 포백척으로

도량형이 정확한지 판별해,

기준이 되는 되의 크기와 옷감을 재는 자의 눈금을

고의로 변경하는 비위를 탐문했습니다.

암행어사는 ‘유척’ 하나만으로

지방 관리들의 부정부패를 막을 수 있었을 뿐만 아니라,

악기, 형벌 도구의 규격도 정확히 측정할 수 있었죠.

암행어사의 필수품이었던 만능 자 '유척'에서

단위나 숫자로는 미처 다 측정할 수 없는

우리 선조들의 깊은 지혜가 느껴집니다.

과거의 한 줌은 넓이를 의미했다?!

관리자 — 2023-08-23

조선의 문화와 과학을 찬란하게 꽃피웠던 세종대왕은

효율적인 토지 사용과 공정한 세금 징수를 위해

토지의 면적을 조사하는 ‘양전(量田)’을 실시하고자 했는데요.

하지만 당시에는 길이, 넓이, 부피, 무게에 대한 기준이

지역마다 모두 달랐기 때문에

도량형을 재정비하는 일이 더 우선이었습니다.

세종대왕은 곧바로 우리나라 전통 단위체계인

‘결부속파법’*을 재정비하여 ‘먹, 짐, 단, 줌’ 네 개의

면적 단위가 포함된 조선의 도량형 제도를 완성합니다.

*결부속파법: 단군조선 때부터 약 4천 년 동안 사용해 온 우리나라 전통 단위체계

당시의 ‘1 줌은’ 부피를 의미하는 지금과 달리

0.15 ㎡ 정도에 불과한 아주 작은 면적을 의미했는데,

백성들이 이 개념을 이해하기란 쉽지 않았습니다.

때문에 ‘줌’의 의미는 ‘넓이의 개념’에서

점차 ‘곡식의 양’을 뜻하는 의미로 쓰이다가,

오늘날에는 ‘부피’를 일컫는 단위로 자리잡게 됐죠.

긴 세월 동안 우리 생활 속에서

조금씩 변하고 더 정밀하게 발전해 온 ‘도량형’

훗날에는 또 다른 의미의 ‘한 줌’을 사용하고 있지 않을까요?

『단위 시리즈』 백성의 마음까지 헤아린 '도량형 통일'

관리자 — 2023-08-23

중국의 주나라가 약해지면서

약 500년간 이어졌던 대혼란기 '춘추전국시대'

계속되는 전쟁과 혼란은 백성들을 가난하게 했고,

특히 지역마다 각기 다른 '도량형 제도' 는

비단이나 모시를 세금으로 내야했던 백성들을

더욱 힘들게 했습니다.

백성의 자로 쟀을 때는 충분했던 비단이나 모시가

관리의 자로 측정하면 턱없이 부족하기만 했습니다.

들쑥날쑥한 도량형 때문에 고통받는 백성들이 날로 늘어만 갔죠.

진시황은 백성을 수탈하는 수단으로

악용되고 있던 '도량형 제도'를 통일시켜

지방 관리의 부정부패로부터 백성을 구제하기로 결심합니다.

진시황은 곧바로 도량형 제도를 정비하고

표준이 되는 자와 저울, 되를 대량으로 만들어

백성들에게 고루 나누어 줍니다.

하나로 통일된 '도량형 제도'는

백성들을 조금이나마 조세의 고통으로부터

벗어날 수 있게 해주었고, 이는 오늘날에도 진시황의

가장 위대한 업적 중 하나로 평가받고 있습니다.

더욱 정확한 기준을 향한 과학자의 노력

최고관리자 — 2016-03-02

기본 단위를 재료로 유도 단위를 만들다

최고관리자 — 2016-03-02

물질량의 단위, 몰

최고관리자 — 2016-03-02

밝기를 재는 기준의 변천사 : 광도의 단위, 칸델라

최고관리자 — 2016-03-02

국제캔들->새로운 캔들(1937년 국제조명위원회)->칸델라(1948년 국제도량형위원회), 1 칸델라는 진동수가 540 x 1012 Hz인 단색광을… / 20세기 들어 세계열강은 ‘국제 캔들’이라는 새로운 단위를 만들었다. 이 때 빛의 표준 밝기는 양초에서 펜탄등으로 기준이 바뀌었다. 펜탄등으로 재는 방법은 종전의 양초보다 일관성이 있었다. 1930년대가 되자 펜탄등보다 좀 더 엄밀한 정의가 요구됐다. 이에 1937년 국제조명위원회(CIE)는 ‘새로운 캔들’이라는 정의를 만들었다. 새로운 캔들은 펜탄등을 버리고 물리학에서 발견한 ‘흑체(black body)’를 도입했다. 흑체는 자신에게 입사되는 모든 전자기파를 100 % 흡수하는 가상의 물체이다. 즉, 반사율이 0 %이다. 새로운 캔들은 백금의 응고점(2042 K)에서 흑체의 1/600 000 m2의 평평한 표면으로부터 수직 방향으로 나오는 빛의 세기였다. 1948년 국제도량형위원회는 이 정의를 유지하면서 단위의 명칭을 ‘칸델라’로 바꿨다. 이는 ‘짐승의 기름으로 만든 양초’라는 뜻의 라틴어다. 이어 1954년 국제도량형총회는 마침내 기본 단위에 칸델라를 포함시켰다. 칸델라의 정의는 이후 한 번 더 수정됐다. 2000 K이 넘는 고온에서 흑체를 실험적으로 구현하기가 어렵고, 광도를 측정하는 새로운 가능성이 열렸기 때문이다. 1979년 제16차 국제도량형위원회에서 수정되어 지금에 이르고 있는정의는 다음과 같다. '칸델라는 진동수가 540×1012 헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 1 스테라디안당 1/683 와트일 때 이 방향에 대한 광도이다.'" />

단위의 정의는 바뀔 수 있다?

최고관리자 — 2016-03-02

단위 기호는 세계가 함께 쓰는 만국공통어

최고관리자 — 2016-03-02

얼음·물·수증기가 만나는 곳 ‘273.16 K’ : 온도의 단위, 켈빈

최고관리자 — 2016-03-02

‘기가·메가·나노’라는 접두어가 생긴 이유?

최고관리자 — 2016-03-02

전기 분야 대표가 된 단위는? : 전류의 단위, 암페어

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우리는 얼마나 정확한 시계가 필요할까?

최고관리자 — 2016-03-02

원자가 내는 빛의 진동수, 시간을 점령하다

최고관리자 — 2016-03-02

평균태양초 = 평균태양일 / 60×60×24 (지구의 자전속도 불규칙) -> 오랜 관측 자료 필요해 불편 -> 원자초 = 세슘-133의 복사선이 9 192 631 770번 진동하는 데 걸리는 시간 / ‘평균태양일’은 이를 해결하기 위한 목적으로 도입됐다. 1년 동안의 하루 길이를 평균으로 계산한 값을 평균태양일로 하고, 이를 86 400으로 나눈 값을 1 초로 하자는 것이다. 이러한 1 초를 ‘평균태양초’라고 부른다. 하지만 지구 자전 속도의 불규칙성이 확인되면서 평균태양초의 지위가 흔들렸다. 1956년 국제도량형총회는 지구의 공전을 기초로 하여 새로운 기준을 마련했다. 그러나 이에 따른 초의 정의 역시 오래가지 못했다. 지구의 공전을 기초로 한 기준은 오랜 시간 관측한 천체 자료를 바탕으로 도출해야 정확한 값을 얻을 수 있었다. 정확한 연구에 소요되는 기간이 너무도 길었기에 실제 사용하면서 불편함이 많았다. 마침 당시 과학자들은 시간을 더욱 쉽고 정확하게 측정하는 기술을 개발했다. 시간 측정의 기준을 천체에서 원자로 삼는 ‘원자시계’가 등장한 것이다. 과학자들은 절대적이고 영원한 기준을 찾기 위해 물질의 구성요소인 원자의 세계로 눈을 돌렸다. 원자시계는 원자의 진동수를 이용한다. 진동수란 1 초에 얼마나 진동하는지를 ‘헤르츠(Hz)’라는 단위로 나타내는 값이다. ‘세슘-133’이라는 원자를 기준으로 하면, 이 원자에서 나오는 복사선이 9 192 631 770번 진동하는 데 걸리는 시간을 초라고 한다. 이를 ‘원자초’라고 부른다. 현재 시간의 단위로 사용하는 초는 이 원리에 따라 다음과 같이 정의한다. '초는 세슘-133 원자의 바닥 상태에 있는 두 초미세 준위 간의 전이에 대응하는 복사선의 9 192 631 770주기의 지속시간이다.'" />

들쭉날쭉 ‘초’가 세슘원자를 만나기까지 : 시간의 단위, 초

최고관리자 — 2016-03-02

국제킬로그램원기, 더는 믿을 수 없다?

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국제킬로그램원기가 못마땅한 과학자들

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1 킬로그램 금속 덩어리가 최고의 보물이라고? : 질량의 단위, 킬로그램

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레이저가 미터의 정의를 바꾸다

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미터의 기준은 무엇일까? : 길이의 단위, 미터

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국제단위계(SI)의 탄생

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모두를 위한 척도는 자연에서

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프랑스 혁명과 도량형 개혁

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암행어사가 들고 다닌 ‘유척’의 정체는?

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‘한 줌’ 단위를 정의한 세종대왕

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중국을 통일한 진시황, 도량형도 통일하다

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신체 일부를 사용한 다양한 단위들

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고대 도량형 기술의 백미, 피라미드

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단위는 언제부터 사용했을까?

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제일 정확한 시계는 어떤 시계일까요?

최고관리자 — 2016-03-02

세슘원자시계는 모든 원자 중에서 가장 안정되어 있는 세슘 원자의 일정한 진동 주기를 이용한 시계로서,300만 년 동안에 1초 정도 밖에 틀리지 않는다고 하니 진짜 정확한 시계겠지요.
이처럼 정확하게 측정된 대한민국 표준시는 한국표준과학연구원의 표준 주파수국(HLA)를 통해 국민들에게 제공되고 있습니다.
5 MHz 단파를 수신하는 라디오를 이용하거나 전화로 116번을 누르면 대한민국 표준시 방송을 들을 수 있습니다.

우리나라는 기준 세슘원자시계보다 10배 이상 정확도를 향상시켜, 300만 년에 약 1초밖에 오차가 발생하지 않는 시계 KRISS-1개발을 통해 더욱 정확한 시간 표준을 확보하게 되었으며 이를 통해 일상생활은 더욱 편리해지고 첨단 산업사회로의 발전은 더욱 가속화되고 있습니다.

우리나라와 미국은 왜 시간이 다를까요?

최고관리자 — 2016-03-02

미국에 사는 사람에게 전화를 하면 왜 우리나라 시간과 같지 않을까요?
여기는 아침인데 그곳은 밤이라고 하는 경우가 많습니다. 왜 그럴까요?

이렇게 지역에 따라 시간이 다른 현상을 ‘시차’라고 합니다.
이는 지구가 둥글기 때문입니다. 지구를 비추는 태양의 고도가 지구의 둥근 면마다 달라지게 되므로 어느 곳은 어둡고 어느 곳은 밝은 현상이 생기지요.
우리나라와 같이 면적이 작은 나라의 경우에는 서울과 제주도가 시간이 같지만, 러시아나 미국과 같이 면적이 넓은 나라들은 하나의 국가라고 해도 서쪽의 LA와 동쪽의 워싱턴 사이의 시간이 서로 다르게 되는 것이지요.

질량과 무게는 무엇이 다를까요?

최고관리자 — 2016-03-02

무게와 질량은 뭐가 다른 건가요?

지구가 끌어당기는 힘을 중력이라고 합니다. 이 중력 아래에 측정된 물체에 작용하는 중력의 크기를 무게라고 합니다. 좀 어렵지요. 쉽게 말해 우리가 몸무게를 잴 때 올라가는 체중계는 바로 무게를 알아보는 것이랍니다. 그렇다면 지구에서 36 kg인 무게가 왜 달에서는 6 kg이 되는 걸까요? 그것은 달이 당기는 힘, 즉 달의 중력이 지구의 중력의 6분의 1밖에 되지 않아서지요. 사람 6명이 당기는 힘과 사람 1명이 당기는 힘! 둘 중에서 6명의 사람이 당기는 힘이 더 센 것과 같답니다.

그럼 질량은 또 무엇인가요?

질량은 지구나 달이 당기는 힘, 즉 중력의 영향을 생각하지 않는 물질 고유의 양을 말합니다. 다시 말하면 지구에서 질량이 36 kg인 사람은 달에서도 질량은 똑같이 36 kg인 것입니다. 왜냐하면 지구나 달이 당기는 힘을 생각하지 않고 순수하게 물질의 고유한 양만을 말하기 때문입니다.

표준 우리나라가 최고인 것은 무엇이 있을까요?

최고관리자 — 2016-03-02

자동차 수출대국인 우리나라! 지구 곳곳에서 우리나라의 자동차가 달리고 있어요!

자동차는 2만 개 이상의 정밀한 부품으로 만들어지기 때문에 조그만 실수라도 생기게 되면 자동차가 달리지 못한답니다. 그래서 우리 표준과학연구원에서는 눈에 보이지 않는 작은 차이도 측정할 수 있는 기술을 연구하고 개발해서 우리나라의 자동차들이 세계인들로부터 더 많은 사랑을 받을 수 있게 도와주고 있습니다.

도량형이란 무엇일까요?

최고관리자 — 2016-03-02

큰나라 사람과 작은나라 사람은 왜 싸우고 있는 걸까요?

큰나라 사람과 작은나라 사람이 사용하는 부피의 단위가 서로 달라서 입니다.
나라마다 부피를 재는 단위가 서로 달라서 큰나라 사람의 쌀 한말과 작은나라 사람의 쌀 한말의 단위가 다르기 때문에 서로가 맞다고 싸우는 겁니다.

긴나라 사람과 짧은나라 사람은 왜 싸우는 걸까요?

긴나라 사람과 짧은나라사람이 사용하는 길이의 단위가 서로 달라서 입니다.
나라마다 길이를 재는 단위가 서로 달라서 긴나라 사람은 길이가 짧다고 하고 짧은나라 사람은 딱 맞다고 싸우는 겁니다

서로 싸우지 않을 수는 없을까요?

서로 싸우지 않을 수 있습니다. 똑같은 단위의 표준을 만들어 사용한다면 서로 싸울 필요가 없겠지요. 이처럼 단위를 똑같이 쓰기로 약속을 하는 것이 도량형의 표준입니다.

도량형은 길이를 의미하는 도(度), 부피를 재는 양(量), 무게를 다는 형(衡)을 합친 단어에서 유래하고 있는데, 이 도량형이 서로 한 가지 기준을 가지고 있다면 서로 물건을 사고팔 때도 싸울 일이 없고, 물건의 양을 이야기할 때도 얼마나 많은 양인지 혹은 얼마큼의 길이인지 이해하기 쉽겠지요.