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빛 산란은 산란하는 입자의 다양한 물리적 특성에 따라 변화하며, 빛의 산란광을 분석하면 입자의 물리량을 측정할 수 있으며, 이는 미세 입자의 정밀 분석에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 밀리컨 실험장치를 이용하여 전기장 내 기름방울의 산란 편광에 대한 분석을 진행하고 전하량과 산란 편광 의 상관관계를 분석한다. 기름방울에 레이저를 쌌을 때 산란광과 편광판을 활용했을떄 수직, 수평 편광을 촬영한다. 실험을 통해 얻은 이미지를 분석함으로써 수직편광과 수평편광을 분석했다. 전하 량에 따른 수직편광과 수평편광의 상관성을 얻는데 어려움을 겪었으나, 편광 필름을 사용했을 때 산란광의 차이를 관측할 수 있었다. 또한 수직편광과 수평편광에서는 확연한 차이가 나타났다.. 이 연구가 입자 분석 기술의 발전에 기여할 가능성을 확인할 수 있었다. 주제어: 산란, 편광, 전기장, 레이저, 밀리컨 유적 실험 장치
참돔이 소리를 어떻게 감지하는지 원리를 조사하고, 이를 기반으로 수중 마이크의 개발을 목표로 본 연구를 수행하였습니다. 참돔의 측선은 소리 감지와 물체 인식을 위한 중요한 감각 기관으로, 이 를 모방하여 음파 감지 가능한 수중 마이크를 설계 및 제작하였습니다. 여러 형태의 관에 압전 소 자를 부착하고 관 내에서 공명 현상이 일어나고, 그 역학적 파동에서 발생한 수압의 변화량을 압전 소자를 이용해 감지하고, 이를 Wolfram Language를 이용하여 분석하여 어떠한 파동의 형태가 어 떠한 전류의 변화를 유도하는지를 알아보는 연구를 수행하였습니다. 이를 토대로 가장 적합한 관형 형태의 수중 마이크를 제작해보았습니다. 주제어: 측선, 압전 소자, 관형 수중 마이크
카시니의 난형선은 두 정점으로부터 떨어진 거리의 곱이 일정한 점들의 집합이다. 이러한 카시니의 난형선은 곡선의 형태와 기하학적 특성에 의해 기하학, 물리학, 공학 등의 분야에 활용될 수 있다. 대표적으로 탐시 시스템에 활용된다. 이처럼 카시니의 난형선은 여러 활용 가능성에도 불구하고 연 구가 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 카시니의 난형선을 반전변환을 활용해 연구하는 것을 통해 서 카시니의 난형선의 새로운 성질을 밝혀 카시니의 난형선의 활용 분야를 넓히는 것을 목적으로 한다. 본 연구를 통해서 카시니의 난형선에 대한 크게 3가지의 성질을 탐구하였고 카시니의 난형선 이 추가적으로 활용될 수 있는 분야를 제시하였다. 주제어: 카시니의 난형선, 반전변환, 베르누이의 렘니스케이트, 원환체
본 연구에서는 후지타-하토리 공리와 겹침 공리가 동치임을 증명함으로써 후지타-하토리 공리가 총 7개로 구성된 이유를 논리적으로 규명하였다. 더불어, 후지타-하토리 공리를 활용하여 종이접기의 주요 기하학적 성질인 점의 대칭 이동, 선분 및 각의 평행 이동, 회전 이동, 각의 등분을 수학적으로 입증하였다. 이러한 기하학적 성질을 바탕으로, 종이접기 수의 집합이 복소수체의 부분체임을 증명하였으며, 종이접기 수 위에서 제곱근과 세제곱근의 존재를 통해 임의의 이차방정식과 삼차방정식의 해를 구할 수 있음을 보였다. 또한, 자연수 각의 구성을 가능하게 하도록 5차 방정식 x²-1=0 을 3차 이하의 방정식으로 인수분해 하여 72 º 를 구한 뒤, 각의 이등분과 삼등분 과정을 통해 1 º 를 도출하였다. 이를 통해 종이접기 기법을 활용한 자연수 각도의 체계적 구성 가능성을 수학적으로 입증하였다. 주제어: 후지타-하토리, 겹침 공리, 릴의 방법, 자연수 각도 접기, 종이접기 구조
본 연구의 목적은 타원형 사이클로이드를 스트링 아트로 시각화하는 방법을 제안하는 것이다. 기 존 연구의 에피사이클로이드를 스트링 아트로 구현할 수 있다는 사실로부터, 타원의 궤적을 따라 생성되는 사이클로이드도 스트링 아트로 표현 가능할 것이라 가정했다. 이를 위해 스트링 아트로 표현할 타원형 사이클로이드의 매개변수 방정식을 도출하였고, 이 과정에서 회전 변환, 행렬 연산, 그리고 타원의 기하학적 성질 등의 수학적 개념을 활용하였다. 도출된 매개변수 방정식을 바탕으로, 도형의 접선 방정식을 이용해 타원형 사이클로이드를 스트링 아트로 구현하였다. 본 연구는 스트링 아트의 표현 범위를 확장하고, 수학적 개념을 시각적 예술로 변환하는 새로운 접근법을 제시한다. 주제어: 스트링 아트, 타원, 사이클로이드, 에피사이클로이드, 하이포사이클로이드
본 연구는 초음파를 이용하여 회절 격자에서의 회절 현상을 분석하고, 극솟값이 0에 도달하는지 여부를 검토하였다. 선행 연구에서는 반사 회절 격자를 사용했으나, 극솟값이 이론적으로 기대한 값인 0에 도달하지 못하는 문제를 발견하였다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 투과 회절 격자를 사용하여 극솟값을 0으로 만들 수 있는지 확인하였다. 실험은 다양한 슬릿 간격과 위상차를 고려하여 진행되었으며, 송신기와 수신기 간의 거리를 일정하게 유지하면서 초음파의 세기 변화를 측정하 였다. 실험 결과, 일부 실험에서는 극솟값이 0과 가까운 값을 보였으나, 여전히 완전한 0에는 도달하지 못했다. 이 연구는 초음파 회절 격자의 적용 가능성을 확인하고, 이론적 모델과 실험 결과 간 의 차이를 분석하였다. 연구 결과는 회절 격자의 설계와 초음파 실험에 대한 이해를 높이는 데 기여할 것이다 주제어: 초음파, 간섭 패턴, 회절, 위상자, 슬릿
본 연구는 고두밥을 이용하여 만든 쌀 누룩과 시중의 황국을 이용해 누룩 소금을 제조하여 폴리페놀 함량을 정 량 분석하고 DPPH 라디칼 소거능 측정을 통해 천일염과 누룩 소금의 발효 일에 따른 항산화능을 비교해 보고자 했다. 누룩 소금은 25°C에서 10일 동안 발효시켰으며 2, 7, 10일째 누룩 소금 시료를 채취하여 각 소금 시료의 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능, 염분, 당도, 및 전기전도도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능 측정 결과 발효 시간이 지남에 따라 누룩 소금의 항산화능이 증가하였고 황국 누룩 소금의 항산화능이 더 컸다. 하지만 폴 리페놀 함량과의 상관관계는 찾지 못해 누룩 소금의 항산화 물질에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 주제어: 누룩 소금, 알코올 발효, 항산화능, 폴리페놀, 염도
다니엘 전지에서 염다리는 두 전극에서 일어나는 산화 환원 반응에 따른 전하 불균형을 맞추는 역 할을 한다. 염다리 내 이온의 이동이 용이하기 위해 염다리의 재료는 다공성 겔 구조를 가지는 한 천이 주로 사용된다. 그런데 젤라틴 또한 다공성 겔 구조를 가지고 있어 젤라틴 또한 염다리의 재 료로 사용할 수 있을 것이라 생각하였다. 이에 젤라틴과 한천을 재료로한 염다리의 이온 이동 정도 와 황산구리, 황산아연의 이온이 염다리 내로 이동하는 확산 정도를 ICP와 전위차 적정을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 젤라틴 염다리 사용 시 황산구리 황산아연 내의 시간에 따른 칼륨이온, 염소 이온의 농도가 증가하는 것으로 보아 젤라틴 또한 염다리로 사용할 수 있으나 한천이 젤라틴에 비 해 이온의 이동이 더 용이해 보인다. 이에 대해 한천과 젤라틴의 점성도와 젤라틴의 전기적 환경에 서의 화학적 특성에 대한 추가 연구가 필요하다. 주제어: 다니엘전지, 염다리, 한천, 젤라틴
아질산염은 식품 가공이나 방부제 등으로 사용되는 발암물질로, 아질산성 질소는 저농도에서도 수중생물과 인간에게 유해하다. 실제로 체코나 미국에서는 영유아들이 아질산 이온이 포함된 식수를 마시고 블루베이비병 신드롬이 일어나기도 했다. 한편, 앞선 선행연구에서 가시상추는 발아 속도가 빠르며 작품 재배지에서 심각한 피해를 주는 생태계 교란종이지만, 아질산염에 대한 소거능과 식중독균 및 치주염 유발 미생물을 제거하는 향균 효과가 있음을 입증했다. 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 가시상추의 트리테르페노이드 사포닌을 추출하고 아질산염 소거능을 확인한 후, 선행 연구의 프로피로모나그 긴기발리스와 유사한 그람음성균인 대장균에 대한 향균성을 입증했다. 이를 기반으로 향균 및 아질산염 제거 효과를 갖춘 필름을 제작하여 아질산염 농도가 높은 곳이나 향균이 필요한 곳에 쉽게 적용될 수 있으며 기존의 플라스틱 필름을 대체하여 환경오염 을 줄일 수 있도록 하고자 했다. 주제어: 가시상추, 사포닌, 아질산염, 향균, 필름
기상이변으로 건물 내 실내 온도가 증가함에 따라 냉방기의 사용도 뒤따라 증가하고 있다. 이로 인 해 이산화탄소의 배출량이 증가하면서 더 심한 기상이변을 불러오는 이른바 ‘에어컨의 역설’이 계속 되고 있다. 이에 실내 온도를 감소시켜 냉방기의 사용을 감소시키는데 도움을 보태고자 단열효과를 보이는 페인트를 제작하여 기후 위기에 도움이 되고자 하였다. 아마인유, 테레빈유와 같은 친환경 물질에서 유래한 기름과 다공성 물질인 수세미를 활용해 페인트를 만들었고, 페인트 성능 실험과 단열효과 입증 실험을 통해 페인트가 실생활에 적용될 수 있을지 확인했다. 실험 결과, 직접 제작한 친환경 다공성 단열 페인트로 단열 효과를 보이는데 성공했고, 처음 목표했던 학교 안 열섬 현상 해결뿐만 아니라 기후변화에도 도움을 줄 수 있을 것이다. 주제어: 페인트, 단열, 다공성, 열섬 현상, 친환경
최근 제로 음료 및 식품을 쉽게 만날 수 있게 되었다. 설탕이 가진 단점을 보완한 제로 감미료는 점점 각 광 받고 있으나 이러한 상황 속에서 제로 감미료를 사용한 식품의 부작용 사례들이 나오고 현재까지도 제 로 감미료의 안정성에 대한 논란이 끊이지 않는 상황 속에서 제로 감미료의 안정성에 의문을 가지게 되었 다. 제로 감미료가 우리 몸에게 어떠한 영향을 미치는지를 알고자 실험을 진행하였으며 제로 감미료가 충치 균과 장내 미생물에게 미치는 영향은 어떠한지, 제로 감미료가 정말 제로 칼로리인지를 알아내기 위하여 실 험을 구상하였다. 본 탐구를 통해 제로 감미료가 해로운 영향을 미칠 수 있는 작은 가능성을 확인하였다. 주제어: 제로 감미료, uv-vis 분광법, 열량측정, 충치균, 장내 미생물
본 연구는 생태계 교란종인 가시박을 이용해 친환경적인 화학공정을 통하여 나노셀룰로오스를 추출하는 방법을 탐 구하였다. 생태계 교란종인 가시박을 활용하여 나노셀룰로오스를 추출하면 환경 문제 해결에 기여할 수 있다. 연구 에서는 가시박을 건조및 분쇄한 후, 에탄올로 전처리 과정을 거친다. 이후 NaOH와 H2O2를 이용해 알파셀룰로오스 를 추출하고, 황산과 시트르산을 이용해 마이크로셀룰로오스를 추출한다. 이어 NaOH와 요소를 이용해 나노셀룰로오 스를 추출한 후 가압, 가열 과정을 거쳐 정제한다. SEM 분석을 통해 셀룰로오스의 구조를 확인했으며, FT-IR 분석 으로 화학적 성질을 확인하였다. 연구 결과 친환경적인 시트르산과 H2O2를 활용하여 효과적으로 셀룰로오스를 추출 할 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 친환경적인 나노셀룰로오스 생산에 기여할 것으로 기대된다. 주제어: 나노 셀룰로오스, 가시박, 친환경 공정, 추출 기술, 효율성