일반 물리학을 수강하는 공대생이 그린 전기쌍극자와 자기쌍극자의 장선 모양

조광희 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.8

In this study, we investigated patterns of field lines for electric dipoles and magnetic dipoles that forty four freshmen in a college of engineering drew in their introductory physics courses. According to the result, less than twenty percent of the participants, 18 \%for the electric dipoles and 16 \% for the magnetic dipoles, gave scientifically correct answers. Others showed some scientificall incongruity in their drawings. For example, some students drew field lines with wrong directions or overlapped them with junctions. In addition, several respondents did not present the proper vector sum in the space between two poles. Also, some confused the electric dipole and the magnetic dipole. These results show that more surveys and instructional improvements are needed for introductory physics courses. 이 연구에서는 일반 물리학을 수강하는 공과대학 1학년생 44명이 그린전기쌍극자와 자기쌍극자 주변의 장선 모양을 분석하였다. 분석 결과에따르면, 과학적 모형에 해당하는 사례는 전기쌍극자 18 \%, 자기 쌍극자16 \%이었다. 과학적으로 적절하지 못한 예로는 장선의 방향이 바르지않거나 겹치게 그리는 사례 등이 있었다. 그리고 두 극성 사이의공간에서 벡터 합성을 제대로 표현하지 못 하거나, 전기쌍극자와자기쌍극자를 서로 혼동하여 그리는 경향도 있었다. 이러한 결과는 일반물리학 수강생을 대상으로 전자기학 교육에 대한 전반적인 실태 조사와교수법 개발이 필요함을 시사한다.

자력 변화율 텐서를 이용한 자기 쌍극자 위치 결정

임형래 한국지구과학회 2011 한국지구과학회지 Vol.32 No.6

In this paper, I propose the algorithm that the location of a magnetic dipole can be detected from the magnetic gradient tensor. I induce the location vector of a vertically magnetizated dipole from the magnetic gradient tensor. Deficit of magnetic moment of magnetic dipole makes the induced location information incomplete. However, if the observation of magnetic gradient tensor would be collected on more points, the algorithm is able to catch the location of the magnetic dipole by clustering the solution of the proposed algorithm. For example, I show that the synthetic case of borehole observation of magnetic gradient tensor can find the source location successively by picking common solution area. 이 논문에서는 자력 변화율 텐서를 이용하여 자기 쌍극자의 위치 정보를 파악하는 알고리즘에 대하여 기술하였다. 수직으로 자화된 자기 쌍극자에 의한 자력 변화율 텐서에서 출발하여 자기 쌍극자의 위치 벡터를 유도하였다. 그러나 이 경우 자기 쌍극자의 모멘트에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 자기 쌍극자의 위치 벡터가 불완전하게 유도된다. 이를 극복하기 위하여 여러 측정점에서 측정된 자력 변화율 텐서값이 있다고 가정하고 이를 이용하여 자동으로 자기 쌍극자의 위치를 찾아내는 알고리즘을 제안하였다. 시추공에서 자력 변화율 텐서가 측정되었다고 가정한 합성 모델실험에서 자력 변화율 텐서와 자기 쌍극자 자동 탐지 알고리즘을 이용하여 자기 쌍극자의 위치를 정확하게 찾을 수 있음을 확인하였다.

국내 맥상광체조사를 위한 3차원 전기비저항 모델링자료의 3차원 역산 해석

이호용,정현기,정우돈,곽나은,이효선,민동주 한국지구과학회 2009 한국지구과학회지 Vol.30 No.6

최근 들어 국내 광산개발에 대한 관심이 고조되면서 새로운 광상탐사 및 기존 광상의 연장성 확인 등의 목적으 로 물리탐사를 적용하는 사례가 늘고 있다. 금속광상 탐사의 경우, 광화대가 주변에 비해 높은 전기전도도를 갖기 때문 에 이를 탐지하기 위하여 전기비저항 탐사를 수행하는 것이 일반적이며, 현실 여건상 대부분 2차원 탐사가 수행된다. 그러나 국내 금속광상의 대부분이 맥상으로 분포하고 있으며, 광맥의 폭이 변한다거나 광맥이 단층에 의해 끊어져 있는 등 매우 복잡한 3차원 구조를 띤다. 따라서 3차원 광체구조에 대하여 2차원 탐사 및 2차원 해석을 수행할 경우 왜곡된 해석을 초래할 수 있다. 이에 이 연구에서는 이러한 3차원 광체구조에 대한 3차원 전기비저항 탐사의 적용성을 검토하 기 위해 주향에 수직한 여러 측선에 대하여 2차원 쌍극자-쌍극자 탐사를 수행하여 얻은 자료와 3차원 단극자-단극자 배열을 이용하여 얻은 자료들을 각각 3차원 역산한 후 이들을 2차원 해석결과와 비교하였다. 3차원 맥상광체로는 맥폭 이 변하는 모형과 맥이 단층에 의해 어긋난 모형 등을 가정하였다. 2차원 쌍극자-쌍극자 배열자료에 대해 3차원 역산을 수행하여 얻은 결과를 3차원 단극자-단극자 배열자료와 비교하면 단극자-단극자 탐사자료가 전체적인 구조는 잘 보여주 나 배열의 특성상 쌍극자-쌍극자 탐사자료만큼 정확한 결과를 제시하지 못함을 확인할 수 있었다. 따라서 실제 탐사시 주향의 방향에 대한 정보를 알 수 있다면 주향에 수직한 2차원 측선들에 대해 쌍극자-쌍극자 탐사를 수행하고 이를 3 차원 해석하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 지표면에 광체가 드러나 있는 경우에 대해서는 이미 개발이 완료된 상태 이며, 현재 남아있는 광상은 지하 깊은 곳에 매몰되어 있는 경우가 대부분이다. 이러한 경우 주향에 대한 정보를 알기 어려우므로 비록 해상도는 떨어지더라도 3차원 단극자-단극자 탐사를 수행하고 해석하는 것이 바람직할 것으로 보인다. Recently as the interest in the development of domestic ore deposits has increased, we can easily find some studies on exploration geophysics-based ore-deposit survey in literature. Based on the fact that mineralized zone are generally more conductive than surrounding media, electrical resistivity survey among several geophysical surveys has been applied to investigate metallic ore deposits. Most of them are grounded on 2-D survey. However, 2-D inversion may lead to some misinterpretation for 3-D geological structures. In this study, we investigate the feasibility of the 3-D electrical resistivity survey to 3-D vein-type ore deposits. We first simulate 2-D dipole-dipole survey data for survey lines normal to the strike and 3-D pole-pole survey data, and then perform 3-D inversion. For 3-D ore-body structures, we assume a width-varying dyke, a wedge-shaped, and a fault model. The 3-D inversion results are compared to 2-D inversion results. By comparing 3-D inversion results for 2-D dipole-dipole survey data to 3-D inversion results for 3-D pole-pole survey data, we could note that the 2-D dipole-dipole survey data yield better inversion results than the 3-D pole-pole data, which is due to the main characteristic of the pole-pole array. From these results, we are convinced that if we have certain information on the direction of the strike, it would be desirable to apply 2-D dipole-diple survey for the survey lines normal to the strike. However, in most cases, we do not have any information on the direction of the strike, because we already developed the ore deposit with the outcrops and the remaining ore deposits are buried under the surface. In that case, performing 3-D pole-pole electrical resistivity survey would be a reasonable choice to obtain more accurate interpretation on ore body structure in spite of low resolution of pole-pole array.

쌍극자-쌍극자 상호작용 형성을 이용한 향상된 기능의 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발

원미희,권소현,김태현,Won, Mihee,Kwon, Sohyun,Kim, Tae-Hyun 대한화학회 2015 대한화학회지 Vol.59 No.5

연료전지는 수소와 산소를 연료로 하여 전기를 생산해 내는 장치로, 전기분해에 의해 음극에서 생성된 수소이온을 양극으로 전달할 수 있는 전해질을 필요로 한다. 전해질로써 Nafion과 같은 불소계 고체 고분자 막이 개발되어 왔으나, 고온에서의 수소이온 전도도 감소 및 높은 함수율에 따른 안정성 감소 등의 문제로 인해 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발을 필요로 하였다. 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖는 단량체를 이용함으로써 높은 수소이온 전도도를 확보하고 이에 따른 고분자 막의 높은 함수율은 고분자 사슬 내에 나이트릴(CN) 작용기를 친수성 올리고머에 함께 도입함으로써 고분자 사슬간 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 극복할 수 있도록 하였다. 결과적으로 물리적 가교가 형성된 고분자 막들은 높은 함수율 대비 우수한 치수안정성을 나타내었으며, 모든 조성에서 Nafion-117 고분자막에 비해 낮은 IEC값을 가짐에도 불구하고 보다 높은 전도도를 나타내었다. Proton exchange membrane (PEM), which transfers proton from the anode to the cathode, is the key component of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Nafion is widely used as PEM due to its high proton conductivity as well as excellent chemical and physical stabilities. However, its high cost and the environmental hazards limit the commercial application in PEMFCs. To overcome these disadvantages, various alternative polymer electrolytes have been investigated for fuel cell applications. We used densely sulfonated polymers to maximize the ion conductivity of the corresponding membrane. To overcome high swelling, dipole-dipole interaction was used by introducing nitrile groups into the polymer backbone. As a result, physically-crosslinked membranes showed improved swelling ratio despite of high water uptake. All the membranes with different hydrophilic-hydrophobic compositions showed higher conductivity, despite their lower IEC, than that of Nafion-117.

변형 쌍극자배열법을 적용한 울릉도 나리 칼데라 주변 조면안산암 지역의 비저항분포 특성 분석

김기범,김만일 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.3

Resistivity surveys can identify the distribution of geological units and structures (including fragmented fault zones), the extent of weathered and modified geological strata, and the characteristics of groundwater. This study aims to analyze the underground sedimentary layers and geological structures near the Nari and Albong Basins of Ulleung-do, Korea, focusing on six survey lines to identify the spatial trends in subsurface resistivity. A modified dipole array method (D method) was employed, combining resistivity results obtained by existing dipole array methods (A and C methods). The modified method provides optimal analysis of the cross-section of underground resistivity, and shows a clear boundary between a low-resistivity zone (≤500 Ω ‧ m) of sedimentary layers and weak zones, and a high-resistivity zone (≥5,000 Ω ‧ m) of volcanic rock (trachyandesite). The estimated average thickness of the sedimentary layers is 50~100 m for the Albong Basin and 100~200 m for the Nari Basin. An anomaly zone, different from the weak zone in the bedrock, is identified as a caldera fault, and the low-resistivity zone extends from the surface down to the lowest survey depths. 전기비저항탐사는 지질 분포나 단층 파쇄대의 유무 등의 지질 구조, 지층의 풍화 및 변질 정도, 지하수 등을 파악하기 위하여 광범위하게 활용되는 탐사기법이다. 본 연구에서는 지하 전기비저항의 분포특성을분석하기 위하여 총 6개 측선을 중심으로 울릉도 나리분지와 알봉분지 주변 지하 칼데라 퇴적층과 지질구조를 파악하기 위하여 기존의 쌍극자배열법(A 방법과 C 방법)의 탐사결과와 함께 변형된 쌍극자배열법(D 방법)을 적용하여 연구를 수행하였다. 본 연구결과, 변형된 쌍극자배열법을 적용하여 최적의 지하비저항 분포단면 분석을 통해 퇴적층과 연약대가 분포하는 구간인 500 ohm-m 이하의 저비저항대와 화산암체인 조면안산암질 암류가 분포하는 5,000 ohm-m 이상의 고비저항대의 경계를 명확하게 파악할수 있었다. 알봉분지의 퇴적층은 평균 50~100m 내외, 나리분지의 퇴적층은 평균 약 100~200m 내외의 두께로 분포하는 것으로 추정되며, 칼데라 단층으로 추정되는 이상대는 지표부근에서 탐사심도 하부까지 500 ohm-m 이하의 저비저항대가수직으로 연장성을 가지면서 암반 내 연약대와 구분되는 것으로 분석되었다.

두 양자점 사이에 쌍극자-쌍극자 상호작용이 미치는 광학적인 비선형

제구출 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.9

We investigate a cooperative optical nonlinearity due to the dipole-dipole interactions between two coupled quantum-dots systems, which are excited by using a pump pulse with a different strength to generate the lowest excitonic state and a probe pulse to couple to the excited state, as a function of the excitonic density and the distance to the neighboring quantum dot. We find that the local field of the neighboring dipoles can make the exciton state transparent, causing suppression of the absorption on resonance, which results from the phases of the polarizations between the two quantum dots. 크기가 다른 두 양자점 구조에서 펌프 펄스를 사용해서 큰 양자점에 가장 낮은 엑시톤들을 형성시킨다. 생성된 엑시톤으로 인하여 이웃하는 양자점에 유도되는 쌍극자 전기장에 의한 광학적인 흡수 스펙트럼의 변화를 엑시톤의 밀도와 양자점 사이의 거리에 따라 계산하였다. 이웃하는 양자점으로 부터 에너지 이동 현상과 협조적 현상으로 흡수 스펙트럼상에서 드러나는 엑시톤 상태가 빛을 완전히 투과시키는 현상을 관측하였는데, 이 현상은 두 양자점의 분극들 사이에 위상 때문에 발생함을

쌍극자-쌍극자 전기비저항 탐사에서 나타나는 음의 겉보기 비저항

정현기 ( Hyun Key Jung ),민동주 ( Dong Joo Min ),이효선 ( Hyo Sun Lee ),오석훈 ( Seok Hoon Oh ),정호준 ( Ho Joon Chung ) 한국지구물리탐사학회 2009 지구물리와 물리탐사 Vol.12 No.1

국내 금속광 탐사를 위한 쌍극자-쌍극자 전기탐사의 적용성 연구

민동주 ( Dong Joo Min ),정현기 ( Hyun Key Jung ),박삼규 ( Sam Gyu Park ),전효택 ( Hyo Taek Chon ),곽나은 ( Na Eun Kwak ) 대한지구물리학회 2008 지구물리 Vol.11 No.3

국내 맥상광체조사를 위한 3차원 쌍극자-쌍극자 전기비저항 탐사의 적용성 분석

민동주 ( Dong Joo Min ),정현기 ( Hyun Key Jung ),이효선 ( Hyo Sun Lee ),박삼규 ( Sam Gyu Park ),이호용 ( Ho Yong Lee ) 한국지구물리탐사학회 2009 지구물리와 물리탐사 Vol.12 No.3

국내 금속광 탐사를 위한 쌍극자-쌍극자 전기탐사의 적용성 연구

민동주 ( Dong Joo Min ),정현기 ( Hyun Key Jung ),박삼규 ( Sam Gyu Park ),전효택 ( Hyo Taek Chon ),곽나은 ( Na Eun Kwak ) 한국지구물리탐사학회 2008 지구물리와 물리탐사 Vol.11 No.3