코페르니쿠스의 보수적요소를 거부하고 근본적으로 태양중심체계를 바꾸어 놓은 것은 케플러 (Gohannes Kepler, 1571-1630)였다. 그는 튀빙엔에서 신학을 공부했으나 천문학으로 관심을 돌렸다. 그에게 천문학을 가르친 매스틀린(Mastlin)은 지구중심우주체계를 강의했지만 사석에서는 코페르니쿠스가 맞는다고 했다. 그래서 케플러는 이미 학생시절에 열렬한 코페르니쿠스주의자가 되어 있었다. 케플러는 루터파 신교도로서 우주에서 삼위일체를 보았다. 즉 태양은 성교, 별들은 성자, 중간의 공간은 성신이었다. 그는 우주가 살아 있으며 행성들과 지구는 영혼을 가지고 있다고 믿었다. 이것은 아마도 당시에 크게 유행한 루터파 신비주의의 영향인 듯하다. 케플러는 철저한 피타고라스${\cdot}$플라톤주의자였다. 그는 우주가 수학적 조화를 이루고 있고, 신은 위대한 기하학자이며, 인간은 신의 이미지를 따서 만들어졌다고 보았다. 따라서 인간은 수학을 통해 우주를 이해할 수 있다는 생각이었다.
The aims of this study are to investigate how Kepler found a scientific problem for the retinal image theory and to investigate how the science high-school students respond when the same situation is applied to them. And their results was compared with general high-school students' results. Kepler found the scientific problem in the eye vision through the critical analysis of contemporary theories of vision, based on his relevant knowledge of optics. When we applied the same situation to the Korean science high school and general high-school students, only a few of science high-school students found the scientific problem as same as Kepler's finding. From the results, it is suggested that in development of creativity teaching material, the situations like Kepler's problem finding need to be included in the programs.
The purpose of this study was to develop learning materials based on the Kepler's abductive reasoning and to identify high school students' rule-inferring strategies on the law of planetary motion. The learning materials including the concepts of solar magnetic field, conservation of figure skater's angular momentum and Kepler's polyhedral theory were developed and the questions about Kepler's 2nd and 3rd law of planetary motion were also created. The participants were 79science high school students and 83general high school students. The patterns and properties of their abductive inference were analyzed. The findings revealed that the students showed 'incomplete analogy abduction', 'analogy abduction' and 'reconstruction' to generate the hypotheses concerning the Mars' motion related to the solar magnetic field. There were more general high school students who showed the incomplete analogy abduction than science high school students. On the other hand, there were more science high school students who showed the analogy abduction and reconstruction strategy than general high school students. Also, they showed 'incomplete analogy abduction', 'analogy abduction' and 'model construction and manipulation' to generate the hypotheses concerning Kepler's second law. A number of general high school students showed the incomplete analogy. It is suggested that because the analogy of figure skater cause the students' alternative framework to use, more detailed demonstration is necessary in class. In addition, students combined Kepler's polyhedral theory with their prior knowledge to infer Kepler's third law.
Kaula's theory of satellite orbit and Kepler's law are re-visited. All the mathematical steps of derivation are thoroughly shown including the ones, which had been omitted in Kaula's original publication. Particularly in evaluations of the 15 independent Lagrange brackets, simplicity and clarity are attained by using orthogonal property of transformation matrix. Explanations of important physical concepts are included as well in the midway of derivation. One conceptual blunder of Kaula's is corrected.
2개의 케플러 접촉쌍성인 KIC 8804824와 KIC 10229723의 초정밀 측광 자료를 가장 최신 버전의 윌슨-디비니 코드로 분석하여 정밀한 측광 해를 산출하고, 그 잔차들을 매우 자세하게 조사하였다. 두 개의 케플러 접촉 쌍성은 제2식이 편평한 광도곡선을 가지고 있어, 이 두 쌍성은 W UMa형 A sub-group에 속한다. 또한, 광도곡선의 모양이 매우 대칭이며, 시간에 따른 변화가 크지 않다. 두 별의 측광 해를 살펴 본 결과, 두 별은 모두 주성의 온도가 부성의 온도보다 높고, 0.2보다 작은 극단적인 질량비와 90도에 거의 가까운 궤도경사각을 갖고 있다. 무엇보다도, 두 별의 측광 해의 잔차에서 공통적으로 전 위상에 걸쳐 모형화 되지 않은 특이한 구조를 발견하였다. 이 구조는 phase smearing 효과를 고려하더라도 그 구조의 모습만이 약간 달라질 뿐, 구조의 진폭에는 크게 영향을 미치지 않는 것을 발견하였다. 흥미롭게도 이 현상은 두 별의 주기가 각각 다름에도 불구하고 공통적으로 나타나며, 관측된 전 쿼터에 대해 나타난다. 이 현상의 가능한 원인에 대해 논의한다.
In order to observe the deep space more efficiently, a satellite installed with a telescope on earth is needed. Advanced countries in space such as U.S.A and E.U. etc. have obtained and analyzed informations and images of the space from Hubble telescope, Kepler space observatory and Herschel space observatory. This paper studied specifications and operation status of space observation satellite of the several foreign countries and described technologies and plans for the domestic deep space observation satellite.
This study aims to investigate the evolution of calculating the volume of a sphere in eastern and western mathematical history. In western case, Archimedes', Cavalieri's and Kepler's approaches, and in eastern case, Nine Chapters';, Liu Hui's and Zus' approaches are worthy of noting. The common idea of most of these approaches is the infinitesimal concept corresponding to Cavalieri's or Liu-Zu's principle which would developed to the basic idea of Calculus. So this study proposes an alternative to organization of math-textbooks or instructional procedures for teaching the volume of a sphere based on the principle.
'역상고성'은 '신법산서'에 수록되어 있는 티코브라헤의 역법체계와 그 밖의 천문 내용들을 중국인 천문학자들에 의하여 확실하게 정리를 하였지만 '역상고성'에 따른 추보는 천상과 불일치를 보게 되었다. 藪內淸(야부우치 키요시) 저(1969), 유경로 역(1985)에 의하면 이러한 불일치는 옹정 8년 6월 초 1일의 일식이었는데 예보의 오류를 정정한다는 것을 중국 천문학자들이 감당하기 어려웠다. 퀘글러(Ignatius Kögler, 戴進賢, 1680~1746)와 페레이라(Andreas Pereira, 서무덕(徐懋德), 1690-1743) 등의 선교사 천문학자들이 칙명을 받아 종사하게 되고, 이들이 중심이 되어 '역상고성'보다 더 진보된 서양천문 역법에 기초를 둔 역서가 편찬되게 되었다. '신법산서'와 '역상고성'은 모델에서는 평원(平圓)을 사용하지만 '역상고성후편'에서는 타원(楕圓) 모델을 사용하게 된다. 건륭 7년(1742년)에 10권이 완성되어 '역상고성후편'이라 명하였다. 타원모델을 채택하였지만 지동설에 대한 내용은 전혀 기술되어 있지 않다. 아마도 태양이나 달의 운동을 추보하는데 지구를 중심으로 해야 하기에 이에 대한 언급을 필요치 않았을 수도 있다. '역상고성후편' 은 태양과 달의 운행, 일식과 월식에 대해서만 다루고 있다.그러나 '역상고성'에서는 청몽기차나 지반경차를 티코브라헤의 표 값을 그대로 사용하였고, 이 값들이 관측과 관련이 되어 있음을 설명하려는 무리를 두고 있다. 너무 정확하게 값들이 관측 값들로부터 유도되어 의심이 갈 정도이다. 카시니(Giovanni Domenico Cassini, 喝西尼, 1625~1712)는 자신의 동료 리셰와 함께 파리와 프랑스령 기아나 카이엔에서 충의 위치에 있는 화성과 부근 별의 고도를 관측하여 충의 위치에 있는 화성의 시차를 측정하여 최초로 태양과 지구 사이의 거리를 어림하고, 태양의 지반 경차를 현재와 값과 거의 비슷하게 얻었다. '역상고성후편'에서는 이 내용을 상세하게 다루고 있다. 또한 대기에서 입사각과 굴절각 사이에 Snell의 법칙이 성립하는데 이를 이용하여 모호하게 알았던 청몽기차를 대기의 굴절을 이용하여 현재의 값과 비슷한 값을 얻어 사용할 수 있게 되었다. 이는 모든 천체의 위치를 관측하는데 있어서 매우 정확한 값들을 얻을 수 있게 되고 이에 따라 황도-적도 경사각도 정확하게 얻어진다. '역상고성후편'은 옹정원년을 역원으로 하고 있다. 태양의 운행에 있어서 케플러의 타원 궤도를 이용하게 된다. '신법산서'와 '역상고성'에서는 평균근점이각 M을 모델에서 보여 줄 수 있지만 타원 궤도에서는 이 각이 면적각으로 주어지고, 원 대신 타원을 다루기에 쉽지 않다. 현재는 케플러 방정식을 풀어 가감차를 구하게 되는데 이를 기하학적으로 풀이하는 차적구적법을 소개하고 있다. 이와 함께 면적을 이용하여 타원계각과 타원차각을 구하는 차각구각법도 소개한다. 타원계각과 타원차각을 모두 고려하였기에 현재의 태양의 운동을 기술하는 타원모델과 완벽하게 같다. 다만 사용하는 상수가 아주 조금 다를 분이다. 태양의 경도를 추보하는 방법도 동지점을 기준으로 하고 현재의 방법과 동일하다. 달의 운행도 타원 궤도를 사용한다. '역상고성후편'의 내용은 우리나라의 전해져서 1860년 남병길이 쓴 '시헌기요(時憲紀要)'에는 태양, 달, 일·월식, 오행성의 운동, 항성의 위치, 시간 등을 추보하는데 필요한 내용들이 매뉴얼화 되어 기록되어 있고, 1862년 남병철이 쓴 '추보속해(推步續解)'에도 같은 내용을 담고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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