For the education of scientifically gifted high-school students in the field of relativity, we have executed a research on the understanding of relativistic concepts through the case study of its students of Busan Science Academy appointed as a high school for the gifted education in science. We showed the analysis of the changes in students, understanding in the field of (special) relativity and their possible causes. The comparison of the pre-test and the post-test tends to support that the students attained better understanding through the instruction of relativity. Students' understanding and misconception of relativistic concepts were also investigated through the case study. The students showed low degree of understanding in the validity of the principle of relativity, the influence of the constancy of the speed of light on the classical physics, etc. It seems that the analysis of these concepts of insufficient understanding can make a contribution to designing the education of relativity for scientifically gifted students.
The purpose of this study were to develop a tutorial for secondary students to understand of basic concepts of special relativity, which is appropriate for the cognition level of secondary student. We developed the concept evaluation tool and the tutorial material. Result from pretest and post-test are presented to verify the effect of the tutorial for helping student understanding of the concept such as time, event, reference frame, relativity of simultaneity. Secondary student had intense cognitive conflict about the complex concepts such as simultaneity, length contraction and time expansion. This tutorial could be proposed methodology to overcome cognitive difficulty for understanding these concepts.
자체의 중력 효과를 고려하는 구대칭 완전 유체 전산모사 연구를 위해 일반상대론적 유체역학 코드를 이 분야 연구자들을 위한 공개용으로 개발하였다. 이 코드는 3+1 ADM(Arnowitt-Deser-Misner) 공식과 등방 공간 좌표를 사용하였다. 시공간 기하를 구하기 위해 극한값 썰기 (maximal slicing) 조건과 함께 세 개의 제한 방정식을 풀었고, 시공간을 채우는 물질인 유체는 근사 리만 해법을 사용한 HRSC (high resolution shock capturing) 기법으로 오일러 관찰자 시점에서 풀었다. 이 코드의 수렴성과 정확성을 검증하기 위해 상대론적인 구대칭 충격파 비교 분석, 블랙홀로 빨려 들어가는 상대론적 구대칭 강착, TOV(Tolman-Oppenheimer-Volkoff) 별 및 OS (Oppenheimer-Snyder) 붕괴 코드 테스트를 수행하였다. 특히, 이 코드의 동적 진화 테스트인 OS 붕괴의 경우 해석적인 해와 결과를 비교하기 위하여 좌표변환을 수치 계산으로 수행하였다. 아인슈타인의 일반상대성 이론을 넘어서는 변형된 중력이론 중 하나로 최근 제시된 EiBI(Eddington-inspired Born-Infeld) 이론에서 TOV 별의 해가 일반상대성 이론과 어떠한 차이를 보이는지 살펴 보았고, 그 이론에서도 물질이 붕괴하여 블랙홀을 만드는 경우 특이점이 형성되는지 고찰해 보았다.
The Purpose of this study was an analysis of high school student's understanding level about concepts of special relativity through in-depth interview. The 8 participants were 10th grade students in H high school in Ulsan city, who were interviewed and analyzed in the results of the interview about basic concepts of special relativity using achievement checklist in 6 situations(principle of constancy of light velocity, principle of relativity, relativity of simultaneity, garage paradox, rocket paradox). As results of the checklist, the participants showed high achievement in the content level of simple phenomena and simple concepts related to special relativity. But they showed low achievement in the concept level for fundamental understanding of special relativity. As results of the interview, it was found that the participants decided the order of events depending on their intuition and had a difficulty to apply the coordinate system to real situation, even though they mathematically understood it. In addition, some participants who could not understand the inertial coordinate system explained paradoxes of relativity depending on their intuition and had learner's chaos. Finally, though high school students usually being in formal operational stage, some students had difficulty to draw phenomena of space and time in two dimensional plane.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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1999.07a
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pp.241-241
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1999
본 연구는 상대론적 전자빔(300kV, 20KA, 60ns)과 펄스플라즈마의 발생 및 전파특성에 관한 것으로 세부 내용은 다음과 같다. Sub-Torr로 유지되는 다이오드에서 상대론적 전자빔의 발생이 이루어질 때 전자빔의 펄스너비 및 전류 상승시간을 다이오드 압력을 변인으로 하여 연구하였다. 펄스너비와 압력과의 관계식을 실험적으로 유도하였으며 다이오드 내에서 전자빔과 중성기체와의 충돌에 의한 기체이온화 모델로 설명하였다. 또한 Sub-Torr 도파관에서 상대론적 전자빔의 수송 특성을 연구하였으며 전자빔의 propagation window와 고압에서의 수송효율의 저하 원인을 밝혔다. 그리고 이 영역에서 매우 짧은 펄스 플라즈마의 형태로 형성되는 빔 유도 플라즈마채널의 이온밀도 및 conductivity를 진단하는 새로운 실험적 방법을 확립하였다. 한편 빔 수송효율 증대를 위한 한 방법으로 진공영역에서 지역화된 중성기체를 빔 선두부분에 위치시켜 지역적인 공간전하 중성화를 꾀하는 기법도 시험되었다. 마지막으로 중 출력(1kV, 10kA, 1ms) 규모의 자기플라즈마 동력학 장치를 제작하여 펄스 플라즈마를 발생시키고 그 특성을 조사하였다. 제작된 자기플라즈마 동력학 장치는 현재 기초과학 지원 연구소의 "한빛" 장치에 부착되어 초기 플라즈마 발생용으로 활용되고 있다.로 활용되고 있다.
아인슈타인은 시공간에 관한 우리의 상식과 개념을 송두리째 바꾸어 버린 특수상대성이론 등 6개의 과학학술논문을 발표함으로써 그후 100년간의 물리학의 발전에 결정적인 영향을 미쳤다. 한국과학사총회와 한국과학저술인협회는 3월 17일 학산기술도서관에서 아인슈타인 탄생 11주년 기념 강연회를 가졌다. 다음은 이날 가진 민영기국립천문단장(아인슈타인과 우주론), 김정흠고대교수(상대론이후의 물리학), 이초식건대교수(아인슈타인의 과학철학)의 강연요지이다.
1905년은 아인슈타인의 일생 가운데 가장 생산적인 해였다. 그는 그 해에 특수 상대론, 광전효과, 브라운 운동 및 E=mc² 등 네편의 주옥같은 논문을 발표했다. 한국물리학회와 과학문화진흥회는 이를 기념하기 위하여 2005년 7월 1일부터 2006년 2월말 까지 창경원 옆에 있는 서울 과학관에서 아인슈타인 100주년 기념 전시회를 갖는다. 전시회는 1)아인슈타인의 생애 2)시간과 공간 3)빛, 파동 및 물질 4)아인슈타인의 우주 5)아인슈타인과 예술 등 다섯 가지 주제를 체험위주로 기획하고 있다. 관람객들이 특수 상대론을 설명이 아니라 체험함으로써 일상생활에서는 어떻게 이용되고 있는가를 알도록 전시장을 꾸미고 있다. 각 주제별로 그 내용을 스케치해본다.
Recurrent enhancements of relativistic electron events at geosynchronous orbit (GREEs) were observed in 2006. These GREE enhancements were associated with high-speed solar wind streams coming from the same coronal hole. For the first six months of 2006, the occurrence of GREEs has 27 day periodicity and the GREEs were enhanced with various flux levels. Several factors have been studied to be related to GREEs: (1) High speed stream, (2) Pc5 ULF wave activity, (3) Southward IMF Bz, (4) substorm occurrence, (5) Whistler mode chorus wave, and (6) Dynamic pressure. In this paper, we have examined the effectiveness about those parameters in selected periods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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