수소 원자로 1cm 선분을 그으려면?

By | 2006/06/06

문제

수소 원자로 1cm를 선을 만들려면

수소 원자 몇 개가 필요한가?

(현재 기록상으로는 이렇게 문제가 나와 있지만,

표준상태 즉, 0℃, 1기압인 상태로 기억합니다.)

NoSyu의 생각

제가 생각한 것은 고등학교 다닐 때 배운

물리 2와 화학 2 교과서와 참고서를 보고

생각해 낸 것입니다.

부분적으로 보았기에

중간에 틀린 것이 많을 것입니다.

 

이 문제를 풀기 위해

저는 이렇게 생각했습니다.

먼저 수소 원자를 탁구공으로 생각했습니다.

정확히는 수소 원자가 안정된 상태에서

서로 간의 거리를 탁구공으로 비유하였습니다.

더 좋은 비유는 달걀이 있겠습니다.

안에 노른자가 수소 핵이고, 흰자가 전자구름입니다.

(정확히 기억이 나지 않으나,

노른자가 수소 원자라 해야 하고,

흰자는 원자 사이의 전자기력 때문에 생겨난 빈 공간이라

비유를 해야 될 듯 싶습니다.)

이 탁구공이 부피가

직육면체 통 안에 있다고 생각했습니다.

그 직육면체의 가로와 세로의 크기는

탁구공의 지름과 같아

탁구공을 한 줄로 세울 수 있다고 생각했습니다.

그리고 표준상태이기에 탁구공의 개수는

입니다.

 

그렇게 모델링을 하고 나서 계산해보았습니다.

 

 

한 줄로 세워졌어도 표준상태이기에부피는

입니다.

따라서

 

문제는 1cm상태를 물었기에

 

∴ 수소로 1cm 선분을 만들려면약 300만개의 수소가 필요합니다.

 

후기

이렇게 풀기는 했어도 깔끔하지 못합니다.

모델링을 제 마음대로 수소 원자를 탁구공으로 만들고

기다란 통에 넣어 부피를 길이처럼 다루었기에답답합니다.

너무 단순화를 시킨 느낌이죠.

 

이 문제는 2004년에 고등학교 친구가

저에게 문자로 알려준 문제입니다.

그 때 저는 문제를 풀지 못했고,

5월 12일에 친구에게 연락을 해

문제를 다시 받아 언젠가 풀려고 폰에 저장해놨습니다.

그러다가 최근 폰을 정리하다가

발견해서 한 번 풀어봤습니다.

실력은 예전보다 더 떨어진 듯합니다.

그럴 수밖에 없는 것이 과학 공부를 대학 1학년 때

일반물리를 들은 것 이외에는 한 번도 없습니다.

문제를 제대로 못 풀은 실력에 대한 변명이군요.

 

일단 이렇게 블로그에 올려놓아

다른 고수분들의 질타를 받도록 하겠습니다.

보고 황당해서 웃으시더라도 조언 한 마디씩 해주셨으면 합니다.

3 thoughts on “수소 원자로 1cm 선분을 그으려면?

  1. mark

    초끈이론을 도입한다면 탁구공이 아니라 끈모양이므로 대략 난감하겠군요.. -_-;;

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  2. NoSyu

    제 생각은 수소원자가 탁구공처럼 생겼다는 것이 아니라
    수소 원자와 원자 사이의 거리가 일정하다 가정하고
    수소 원자 중심사이의 거리를 l이라 하고
    3차원적으로 존재할 것이기에 l의 1/2을 반지름으로 하는 구를 생각했습니다.
    그 구가 바로 탁구공이라고 생각하고 문제를 풀었습니다.

    초끈이론을 넣는다고 해도 상관 없을 듯..
    제 가정이 맞다면 말이죠..;;;

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  3. NoSyu

    그러고보니 04년 2학기 때 들은 ‘물리학의 최첨단’ 강의의 교수님께서 주신
    엘레강스 유니버스(철자를 모릅니다.-_-) 동영상이 생각나네요.
    그 때는 영어 듣기 능력이 낮아 제대로 못 들었는데,
    (물론 지금도 낮죠..)
    다시 한 번 시간 내서 봐야겠습니다.^^

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