초전도 현상이란 무엇인지 설명해 보라

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초전도 현상이란 무엇인지 설명해 보라

 

▶답 : 초전도는 금속 또는 합금의 전기 저항이 대단히 낮은 온도에서 갑자기 없어지는 현상을 말합니다. 네덜란드의 과학자가 전기 저항이 매우 낮은 상태의 수은에서 이를 처음으로 발견했다고 합니다. 그리고 초전도 현상이 일어나는 물질을 초전도체라 말합니다.

 

구리나 금과 같이 전도율이 좋은 도체만 해도 약간의 저항은 반드시 있는데, 초전도체는 절대 영도(-273℃)에 가까운 극저온이 되면 전기 저항이 0이 되는 성질을 갖습니다. 예를 들어 구리대신 이 물질로 전선을 만들면 전력 손실을 거의 막을 수 있고 높은 효율의 발전기도 만들 수 있으며, 전기를 거의 영구적으로 보존하는 것도 이론적으로 가능하다고 합니다. 이러한 특성은 에너지, 전자 공학, 의료 연구, 교통 등 여러 분야에서 응용되고 있는 실정입니다.

 

<부가 질문>

그럼, 초전도 현사잉 활용되는 한 가지 예를 들어보라

▶답 : 그 예로 자기 부상 열차를 들 수 있습니다. 자기 부상 열차는 말그대로 강한 자기력을 이용하여 선로에 떠서 달리는 열차를 말합니다. 기존의 열차나 자동차와는 달리 바퀴도 없습니다. 초전도 현상이 마이너스 효과와 함께 그 원리로 사용됩니다.

 

이 자기 부상 열차는 이미 일본, 독일, 영국 등에서 시험 주행에 성공했고, 우리 나라도 시험 제작에는 성공한 상태라고 합니다. 앞서 말씀드린 원리 때문에 자기 부상 열차는 21세기 교통 혁명을 이끄는 데 큰 기여를 할 것입니다.

 

<부가 질문>

마이너스 효과에 대해 설명해 본다면?

▶답 : 이 현상을 발견한 독일 과학자의 이름을 딴 마이너스 효과는 초전도 상태에 있는 물질은 어떤 한계를 넘지 않는 한 자기력선을 통과시키지 않고 밀어내는 특성을 가진다는 것입니다. 가령 영구 자석 위에 초전도체를 올려놓으면 초전도체는 자기력선을 밀어내는 성질을 가지고 있기 때문에 자석 위에 떠 있을 수 있다는 것입니다. 초전도 상태에 있는 극저온의 물질 위에 자석을 놓아도 이와 마찬가지 현상이 생깁니다.

 

▶advice

과학적 개념을 물어본 다음, 그것이 현실에 어떻게 사용되고 있는지를 확인하는 질문이다. 가치 판단을 중심으로 묻는다면 반문(反問)이 나올 수 있으나, 과학적 법칙에 대한 질문에서는 수험생의 답변에서 다시금 확장시키는 질문으로 나갈 수 있다.

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