고등과학별 탄생 태양계 형성 과정
오늘은 고등과학에 대해 말해볼게요. 고등과학은 고등학교 입학 후 통합과학이라는 이름으로 공부하게 됩니다.학교별로 3~4명의 선생님들이 부분을 나누어 수업을 하게 됩니다.임의로 물리, 화학, 지구과학, 생명과학, 실험 등으로 나눌 수 있습니다.사실 고1과학은 내용적으로는 그리 어렵지 않지만
그렇기 때문에 성적이 더 나오지 않는 과목이기도 합니다.
누구나 열심히 하기 때문에 평균도 높고, 실수를 하는 순간.. 떨어지는 저의 성적 반대로 생각하면 올리기 쉬운 과목이므로 조금만 조심하면 됩니다.
오늘 설명할 부분은 고등학교 1학년 1학기! 중간고사 범위 안에 들어가는 부분입니다.어렵지 않으니 잘~~정리해 두세요.자, 이제 시작합시다.고등 과학별 탄생
우주에는 처음부터 태양과 지구, 여러 행성이 존재하지 않았을 것입니다. 그렇다면 이 별은 어떻게 탄생했을까요?그 과정을 고등과학에서는 배우게 됩니다.
성간물질이 밀집한 성운 내부의 밀도가 크고 온도가 낮은 부분에서 원시성이 생성됩니다.여기서 유의해야 할 부분은 밀도는 크고 온도는 낮아요!수소, 헬륨 등 성간 물질이 모여 만들어진 밀도가 큰 가스 구름이 중력 수축하면서 여러 개의 성운이 만들어지게 됩니다.많은 입자들이 구름처럼 모였다고 해서 성운이라고 불립니다.
성운 내부의 밀도가 크고 온도가 낮은 부분에서 중력 수축이 일어나 온도가 상승하고 원시별이 만들어집니다.
원시별이 중력 수축해 중심부 온도가 1000만K 이상이 되면 수소 핵융합 반응이 일어나 주계열성이 됩니다.
여기서 말하는 중력 수축이란 중력의 영향으로 중심으로 수축하는 것을 말합니다.
주계열성이라는 것은 별의 이름이라고도 할 수 있지만,
별은 대부분 주계열성으로 살다 죽는 별이 많습니다.
중심에서 수소 핵융합 반응이 일어나 빛을 방출하는 별입니다.핵융합 반응은 앞의 포스팅에서도 말씀드렸던 부분이지만,
수소 원자핵 4개가 만나 헬륨 원자핵이 만들어지는 겁니다.
질량으로 계산해보면 헬륨이 수소를 합친 것보다 작죠?그렇다면 이 수소원자핵의 에너지는 어디로 갔을까.줄어든 질량만큼 에너지로 방출돼 그 에너지로 빛을 내고 에너지를 다른 곳에 사용할 수 있습니다.이를 에너지 등가 원리로 줄어든 질량만큼 에너지가 방출된다고 합니다.
고등과학별 진화 및 원소 생성
이번 단원의 가장 핵심 포인트 질량이 태양 정도인 별의 진화 과정과 질량이 태양 10배 이상인 별의 진화 과정입니다.
이건 꼭 나누고 개념을 정리해 주셨으면 합니다. 나눠보면 훨씬 이해하기 쉽거든요.
고등과학에서는 별의 진화 경로를 질량으로 나누어 설명되어 있습니다.질량이 태양 정도인 별
질량이 태양 정도인 별
주계열성일 때는 당연히 수소 핵융합 반응을 하죠.수소 원자핵이 융합되어 헬륨을 만드는 과정을 말합니다.그러면 헬륨의 수가 점점 늘어날 거예요.
중심부의 수소가 모두 헬륨으로 바뀌어 헬륨핵이 되면 핵융합 반응이 멈추고 중력 수축으로 온도가 상승하며 외층은 가영돼 수소층, 안쪽은 헬륨이 많아져 헬륨핵융합 반응을 시작합니다.
이때 온도는 1억K 이상이 되고 헬륨 핵융합 반응으로 탄소와 산소가 생성되는 것입니다.
헬륨도 수소처럼 고갈되면 핵융합이 중단되고,
탄소핵이 되면 탄소핵융합이 일어날 정도로 온도가 상승하지 못하고 핵융합은 멈춥니다.그 후 별의 중심부는 수축하고 바깥층은 팽창하여 우주공간으로 퍼져 성운이 됩니다.이때 많은 원소들이 우주로 방출되게 됩니다.그래서 질량이 태양 정도인 별은 주계열 성적 색거성 행성상 성운, 백색왜성
으로 진화 과정을 거치게 됩니다.
질량이 태양보다 10배 이상인 별 질량이 태양보다 10배 이상인 별은
작은 질량과 조금 다른 진화 과정을 거치게 됩니다.별의 내부에서 철까지 진화한다고 합니다.주계열성으로 수소핵융합 반응으로 헬륨이 생기고 중력 수축으로 같은 과정을 거치게 돼 더 무거운 원소를 만드는 겁니다.헬륨 탄소 철까지 만들죠
철보다 더 무거운 원소가 있을 텐데 왜? 철에서 멈출까요?
철이 제일 안정적이어서 철까지 만들 수 있어요.
철까지 생성되면 급격히 수축하여 폭발하게 됩니다.폭발하면서 엄청난 에너지가 나오게 되고 무거운 원소가 생성돼 우주로 방출되는 겁니다.주계열성 초거성 초신성 중성자별 또는 블랙홀
그런데 말이죠.지구에는 철보다 무거운 원소도 있습니다.그렇다면 그 철보다 무거운 원소는 어떻게 생성되었을까요?그것들은 에너지를 방출하는 것이 아니라 주위의 에너지를 흡수하는 과정이므로 초신성 폭발로 일시적으로 빵!! 생성됩니다.
어렵죠?익숙하지 않은 단어도 많은데 이걸 정리하고 이해하려고 하면 더 어려울 것 같아요.하지만한번정리하고이해하면바로문제는술술풀수있습니다.
고등과학 태양계 형성
태양계는 약 50억 년 전 은하의 나선팔에서 성운이 수축하면서 형성됩니다.어떤 초신성이 폭발하면서 생긴 충격으로 거대한 성운의 밀도가 불균일해지고 이때 밀도가 큰 부분이 수축하면서 회전해 태양계 성운이 형성됩니다.태양계 성운이 수축하고 중심에는 온도와 밀도가 높아지며 원시태양이 형성됩니다.수축에 수축을 거쳐 회전합니다.회전 속도가 점점 빨라져 평평한 원반 모양으로 형성되어 있습니다.처음 생겼다고 원시태양이라고 부릅니다.원시 태양도 중력 수축이 일어나 온도는 점점 높아졌고 회전하는 동안 큰 고리가 형성됐습니다. 그 고리에는 기체의 티끌 등이 뭉쳐 수많은 행성이 생겼습니다.
중간에 빵! 터져서 빙글빙글 돌면 납작한 원반 모양이 되고, 너무 큰 태양이 생겨 돌면 주위에도 영향을 주죠?
내가 돌면 바람이 쌩~ 불듯이. 그렇게 돌 때 그 중간에도 먼지, 티끌이 있을 테니까 그것도 돌면서 굳어진 거죠.
그래서 행성이 된 것이 지금의 수성, 금성, 지구, 화성. 등등 행성입니다.
사람들은 이것을 임의로 지구형 행성, 목성형 행성으로 나눕니다.중등도에서도 배우지만 고등과학에서는 태양에 비교적 가까운 것이 지구형 행성이고 비교적 멀리 떨어져 있는 것이 목성형 행성입니다.
태양 근처에 있는 행성들은 너무 뜨거워서 가벼운 기체가 날아가 머무를 수 없고 태양과 비교적 멀리 있는 행성들은 얼음까지 포함할 수 있는 행성이 있습니다.그래서 행성마다 가지고 있는 대기의 특징이 전부 다릅니다.고등과학 지구 형성과 생명체 탄생
이렇게 태양계를 형성했습니다.그러면 지구는 어떻게 될까요?지구가 행성으로 만들어지고 미행성이 지구와 계속 치기 때문에 지구 전체는 뜨겁고 마그마 바다가 됩니다.그러면서 시간이 지나고 우주 전체가 점점 온도가 낮아집니다.물론 지구도 포함됩니다.이때 밀도 차이로 무거운 것은 가라앉아 핵이 되고 가벼운 것은 층이 나뉘어 맨틀이 됩니다. 물론 지각 부분은 더 온도가 낮을 것이기 때문에 딱딱한 지각이 되었을 것입니다.처음에는 지각이 먼저 생생해지고 그 후에 수증기가 비에 내리고 그 물이 고여 바다가 형성됩니다.첫 바다는 지금처럼 염분이 많지 않았어요.
물이 생기면서 바다 속에서도 마그마의 폭발, 비가 육지로 들어가 육지의 성분이 녹아 나와 바다로 나갔고, 이런 과정을 거쳐 지금의 바다 성분이 이뤄지면서 염분도 발생했습니다.
처음에는 오존층도 없었기 때문에 최초의 생명체는 바다 속에서 나오게 되었습니다.그 생명체가 호흡을 하고 산소가 육지까지 나올 수 있고 오존층이 만들어지면서 육상에 생물이 진출하게 된 것입니다.
문제유형통합과학은내신은물론고등학교모의고사까지신경쓰죠?특별반에 들어가기 위해 모의고사 점수에 신경을 쓰는 학생들도 많으니까요.문제 유형을 몇 가지 골라봤어요.곤잘답은 한 권의 문제집이 아닌 5~6권으로 필요한 사진만 실립니다.문제집, 무슨 문제집을 쓰냐고 댓글로 자주 물어보시는데 한 문제집이 아니라서 한 권만 말씀드릴 수 없으니 양해부탁드립니다.
하늘 답 정리
지구과학에는 순서가 중요합니다.무엇이 가장 먼저 일어나고, 무슨 이유로 그 다음 일이 일어났는지 순서와 과정, 그리고 이유를 알면 머릿속에 지구과학 지도가 형성될 것입니다.
처음부터 잘하는 친구는 없어요.다들처음보고처음듣는데얼마나정성을잘하고머릿속정리를잘하느냐하는것만으로바뀔수있습니다.
고등과학 첫시험 꼭 성공적으로 마칠 수 있기를~! 힘내!
고등 과학 설명