바딘은 미국 출신의 물리학자로서, 노벨 물리학상을 두 번 수상하였 다. 반도체 연구 및 트랜지스터 개발로 1956년 윌리엄 쇼클리, 월터 브래 튼과 함께 노벨 물리학상을 공동 수상하였다. 또 1972년 초전도 현상을 설명하는 이론을 제시하여 리언 쿠퍼 및 존 슈리퍼와 함께 두 번째 노벨 물리학상을 공동 수상하였다. 트랜지스터는 전류나 전압의 흐름을 조절하여 증폭하거나 스위치 역할 을 하는 반도체이다. 트랜지스터의 발명은 반도체 시대를 열어 인류의 역 사를 바꾸어 놓았다. 오늘날 컴퓨터를 비롯한 첨단 전자 공학의 대용량 기술 대부분은 반도체의 발달과 관련이 있다. 바딘(Bardeen, J.; 1908 ~1991 ) 358
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중3 Ⅷ 과학과 인류 문명 - 과학과 인류 문명viewpds.jihak.co.kr/tsoldb/%EA%B5%90%EA%B3%BC%EC%84%9C%EB... · 2012-08-21 · 제어할수있는기술...
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바딘은 미국 출신의 물리학자로서, 노벨 물리학상을 두 번 수상하였
다. 반도체연구및트랜지스터개발로 1956년윌리엄쇼클리, 월터브래
튼과함께노벨물리학상을공동수상하였다. 또 1972년초전도현상을
설명하는이론을제시하여리언쿠퍼및존슈리퍼와함께두번째노벨
물리학상을공동수상하였다.
트랜지스터는전류나전압의흐름을조절하여증폭하거나스위치역할
을하는반도체이다. 트랜지스터의발명은반도체시대를열어인류의역
사를바꾸어놓았다. 오늘날컴퓨터를비롯한첨단전자공학의대용량
기술대부분은반도체의발달과관련이있다.
바딘(Bardeen, J. ; 1908~1991)
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Ⅷ과학과
인류문명
우리생활과첨단과학1-1
첨단과학과미래생활1-3
과학이우리생활에미치는영향
1-4
과학과기술·공학·예술·수학1-2
이단원에서는
수많은 첨단 과학 기술과 기기들의 발전으로 우
리생활은점점편리해지고있다.
이 단원에서는 이러한 과학의 발전이 인류 문명
에 끼친 영향을 여러 가지 사례를 통해 알아보고,
과학이다른분야와통합되거나융합된사례에대
하여 조사해 보자. 또한 과학 발전의 역사와 현재
과학기술의수준을바탕으로미래에영향을줄과
학기술에는무엇이있는지알아보자.
359
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Ⅷ.
과학과
인류
문명
360 Ⅷ. 과학과인류문명
과학과인류문명
단원 미리 보기
1-1 우리생활과첨단과학 1-2 과학과기술·공학·예술·수학
1-3 첨단과학과미래생활 1-4 과학이우리생활에미치는영향
우주정거장
우주 비행사나 연구자가 오랜
기간머물수있는우주정거장
이 만들어지면서 인류의 활동
공간은 지구를 벗어나 우주로
확장되었다. 우주 정거장에서
는어떤일을하는것일까?
탄소나노튜브탄소나노튜브는탄소 6개로이루어진육각형들이서로연결된관 모양의 신소재이다. 탄소 나노튜브는 어떤 분야에 이용할수있을까?
유전자칩
조그마한칩안에사람의유전자
정보를고밀도로담은유전자칩
은유전자이상에의해발생하는
난치병의진단및치료에활용할
수있다. 유전자칩은그밖에어
떤분야에활용할수있을까?
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단원미리보기 361
초기의과학은발명의개념보다는발견의개념으로서, 원시적기술에불과하였으나현재는인류문명과
함께지속적으로발전하여인간의상상력이구현되는데까지이르렀다. 또한과학은기술, 공학, 예술, 수학
등과통합되어더많은영역에서인류문명에영향을미치고있다. 과학의발전과영역확장은미래생활에
어떤변화를일으킬까?
태양광발전
석유, 석탄등의매장량감소
와 연소에 의한 환경오염을
줄이기위한방안으로태양광
을 이용한 에너지 개발이 이
루어지고 있다. 태양광 발전
의장점은무엇일까?
반도체
반도체는 우리 생활의 거의
모든 전기 기기에 사용되고
있다. 반도체 기술이 발달하
면서 우리 생활이 편리해진
점은무엇일까?
알버트휴보
한국에서개발한두발로걸을수있
는인간형로봇인알버트휴보는사
람과 비슷하게 움직이고, 얼굴 근육
을 움직여 사람의 표정을 재현하기
도한다. 로봇기술이발달하면우리
생활에어떠한변화가생길까?
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컴퓨터, 인터넷, 반도체, 로봇,
스마트폰등첨단과학에의한혁신
적인제품들은오늘날우리생활을획
기적으로변화시키고있다. 예를 들어 인
터넷은실생활에서수많은정보를손쉽게접할수
있게해주었고, 첨단의료기기의발전은난치병의치료를가능하
게하고있다.
그밖에도우리생활을변화시키고있는첨단과학에는어떤것이있을까?
우리 생활과 첨단 과학1-1
과학기술의발전과혁신
인류최초의기술혁신은불의발견이다. 불의발견으로인간은일정한장소에
모이기시작하였고, 공동사회를형성하게되었다. 또한불을이용하여음식물을
익혀먹기시작하면서기생충에감염될확률이줄어들어더욱건강한삶을이어
갈수있었다.
나아가불은여러가지과학기술발전의원천이되었다. 예를들어음식물을
조리하거나보관하기위해사용된점토용기는불에구우면더단단해진다는경
험을통해물질의고온처리기술을습득하게되었고, 이
것은금속가공기술과연결되어금속시대를여는
실마리가되었다.
그렇다면불의발견이후인류문명에
큰영향을끼친과학기술에는어떤것
이있을까?
•우리 생활에 이용되는 첨단 과
학의예를설명할수있다.
학습 목표
Ⅷ.
과학과
인류
문명
362 Ⅷ. 과학과인류문명
그림Ⅷ-̀̀1 인류와불_̀ 불의발견으로
인류의생활에많은변화가생기게되었다.
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1. 우리생활과첨단과학 363
과학 기술 혁신이 인류 문명에 끼친
영향을 조사하고, 이에 대해 토론할
수있다.
인터넷검색이가능한기기, 신문, 서
적등
목·표
준·비·물
다음은인류가이루어낸과학기술혁신의몇가지예이다.
❶위의 내용을 참고하여 과학 기술의 혁신 사례를 조사하고 모둠별로 주제를 정
한다.
❷각모둠에서선정한과학기술이인류문명에끼친영향을인터넷, 신문, 서적등을이
용하여조사한다.
조사, 토론과학기술혁신이인류문명에끼친영향
모둠에서 조사한 과학 기술이 없었다면 인류의 생활은 현재와 어떻게 달라졌을지
토론해보자.
해석
탐구 활동
철의발견 반도체의발명
증기기관의발명 현미경의발명
결과
각자조사한내용을바탕으로모둠별로과학기술이인류문명에끼친긍정적인영
향과부정적인영향에대하여토론해보자.
과정
주제:̀
창의·인성
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364 Ⅷ. 과학과인류문명
불의발견이후인류는철기시대를거치면서문명을더욱획기적으로발전시킬
수있었다. 돌을이용하던인간이철과같은금속을발견하고이를활용할수있
게된것은마술과도같은놀라운변화였다. 철은강하면서도돌과달리모양을
쉽게변화시킬수있어서무기, 농기구, 그릇, 장신구등다양한용도로사용되었
다. 또한철을많이보유하고이를더욱다양하게이용한민족은생산력과군사력
이향상되어다른민족을지배할수있었다. 당시에는철을다루는기술이첨단
과학이었으며, 민족의운명을결정할수있었다.
오늘날에도철은건축물을지을때필수적으로사용되며, 자동차나기계장치
를비롯하여각종생활용품, 사무기기등매우다양한곳에서중요한재료로사용
되고있다.
철의사용이후에도인류는끊임없이다양한분야에서과학기술의혁신을이루
어냈다. 예를들어 16세기후반에발명된현미경은세포와같이맨눈으로볼수
없는아주작은물체나물질들을볼수있게하여생물학, 의학등의연구를한차
원높이는데매우중요한역할을하였다. 또 18세기후반에발명된증기기관은
사람이나가축의힘, 풍력, 수력등자연적인동력을대신하여제품의대량생산
을가능하게하였고, 운송수단의혁신을일으켜산업혁명의원동력이되었다.
첨단과학의현재
20세기에들어와서는DNA의입체구조가밝혀짐에따라생명공학
의발전이가속화되었고, 우주탐사선이나인공위성등을이용한우주
개발이본격화되었다. 또반도체산업의발전으로정보화사회가실현
되는등헤아릴수없이많은과학기술의혁신이이루어지고있다.
이러한첨단과학기술에의해우리생활은어떻게변하고있는지알
아보자.
그림Ⅷ-̀̀2 부르즈할리파_̀ 두
바이에있는세계최고층건물로서,
과학적인 공법을 적용한 대표적인
건축물이다. 총 162층이며, 전체높
이는 828m이다.
그림Ⅷ-̀̀3 왓슨과크릭_̀ 왓슨과크릭은 DNA
의입체구조가 2중나선구조라는사실을최초로밝
혀냄으로써생명공학의발전에큰기여를하였다.
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1. 우리생활과첨단과학 365
첨단과학과관련된기사를찾아보고
그로부터변화된우리생활의모습을
말할수있다.
인터넷검색이가능한기기, 신문, 서
적등
과정
목·표
준·비·물
다음은첨단과학과관련된기사이다.
조사, 토론첨단과학과관련된기사조사및토론탐구 활동
로봇재활치료시스템
첨단 과학이 의학과 만나면서 치료 효과가
배가되어주목을받고있다. 국내의한뇌졸중
재활 병원에서는 로봇 재활 치료 시스템을 구
축했다. 로봇재활치료는환자의운동능력을
실시간으로감지하여환자의특성에맞게재활
훈련을할수있도록지원하는신개념로봇재
활시스템이다.
로봇 재활 치료는 치료 과정과 결과에 대한
정량적분석, 지속적인반복을통한기능회복,
피드백자료제공, 독립적인소아프로그램제
공, 치료를 위한짧은준비기간, 올바른 운동
유도 등의 장점을 가지고 있다. 특히 뇌졸중,
뇌성마비, 외상성뇌손상, 척추손상, 파킨슨
병 등의 치료에 적용하면 재활 효과가 높아
진다. -“̀○○신문”(2012. 02. 14)보행재활훈련로봇
결과
1인터넷이나신문, 서적을통하여로봇재활치료에대하여자세히조사해보자.
2주변에서로봇기술이적용된다양한예를찾아보고, 로봇기술의발전이우리생
활에어떤영향을미칠지토론해보자.
1⃞첨단과학과관련된또다른기사를찾아정리해보자.
2⃞여러가지첨단과학이우리생활에어떤영향을주게될지토론해보자.
해석 창의·인성
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366 Ⅷ. 과학과인류문명
우리는아침에스마트폰의알람소리로잠에서깨어나고, 스마트폰으로일정을
확인하며, 버스도착시간을확인할수있다. 또이동중에는전자책을보거나어
학공부를하기도하고음악을듣거나동영상을시청하기도한다. 이밖에도스마
트폰은매우다양하게활용되고있다.
태블릿 PC는키보드없이손가락또는전자펜을이용하여직접화면에정보를
입력하거나프로그램을실행할수있는휴대용컴퓨터이다. 태블릿 PC는개인용
PC로사용될뿐만아니라무선인터넷과결합하여 e-러닝서비스를받는데이
용되기도한다. 또이동중인의사가멀리떨어져있는환자의상태를진찰하는
데이용되기도하는등활용분야가넓다.
이와같은다양한정보통신기기의혁신은컴퓨터, 소프트웨어, 멀티미디어등
의정보기술과초고속인터넷, 이동통신, 네트워크등의통신기술이융합하여
발전한결과이며, 학교, 사무실, 병원, 가정등생활곳곳에서다양한변화를일으
키고있다.
스마트폰의사용으로과거와달라진생활모습에는어떤것이있는가?
그림Ⅷ-̀̀4 첨단기술의예
디지털 미디어에 기반한 첨단 문화 예술 산업을
발전시키기위한기술
위성체, 발사체, 항공기등의개발과관련된복합
기술
환경오염을 줄이거나 예방, 복원하는 청정 기술,
에너지기술, 해양환경기술
문화콘텐츠기술 환경공학기술
정보를만들고전송하며, 저장하는모든유통과
정에필요한기술
물질을원자나분자크기의수준까지조작, 분석,
제어할수있는기술
생명 현상이나 생물 기능 그 자체를 인위적으로
조작하는기술
정보통신기술 생명공학기술 나노기술
우주항공기술
e -̀̀러닝
인터넷이나 인트라넷을통한 전자
학습을말한다.
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1. 우리생활과첨단과학 367
생명과학의발전은획기적인식량증산과의학
발전을통한건강증진, 수명연장을가능하게해
주었고관련사업의발전을통해우리생활을지
속적으로변화시키고있다. 예를들어유전자치
료법은비정상유전자를정상유전자로교체하여불
치병의근본적인치료를가능하게해주었으며, 유전자면역
요법을통해정상면역기능을갖도록하여수명을연장시켜주었다.
신소재의발견이나제조또한기술혁신에서매우중요한분야이다. 예를들어
특정온도이하에서저항이 0이되는물질인초전도체를사용하면매우강력한전
자석을만들수있다. 이는연구실에서물질을분석하거나병원에서질병을진단
하는자기공명영상(MRI) 장치에이용되고있다. 이밖에도파인세라믹스, 엔
지니어링플라스틱, 광섬유와같은신소재가있다.
액정디스플레이(LCD)나 발광다이오드(LED)와 같은영상표현장치는전
기·전자제품을더욱발전시키고있다. 액정은고체와액체의중간성질을갖는
물질로서, 온도나전압에의해분자의배열과색이달라지는특징을지닌다. 액정
디스플레이는소비전력이적고휴대가편리하여오늘날텔레비전이나컴퓨터,
휴대전화등대부분의영상표현장치에활용되고있다. 우리나라는세계최고의
액정디스플레이기술을보유하고있어세계시장을주도하고있다.
반도체를이용하여빛을내는발광다이오드는에너지효율이높아같은전력으
로도훨씬밝은전등을만들수있어각종전원표시등에많이사용되며, 교통신
호등이나가로등에도사용되고있다. 또유기물을이용하여빛을내는유기발광
다이오드(OLED)는두께를얇게만들수있어서다양한장치에널리쓰인다. 그림Ⅷ-̀̀6 발광다이오드
그림Ⅷ-̀̀7 자기공명영상(MRI) 장치 그림Ⅷ-̀̀8 액정을이용한태블릿PC 그림Ⅷ-̀̀9 발광다이오드를이용한전등