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에디슨의 축음기의 구조와 작동 원리

​자 그럼 에디슨의 축음기의 구조와 작동 원리 작품을 보러가볼까요?

 

4-12 에디슨의 축음기의 구조와 작동 원리

1. 한 문장

에디슨의 축음기는 소리를 금속 원통에 기록하고 재생하는 장치로, 수화 장치, 기록 장치, 재생 장치로 구성되며, 소리가 진동이라는 원리에 기반하여 발명됨.

2. 꼭 알아야 할 핵심 3가지

① 축음기의 발명 배경

에디슨은 중계 전신기의 원리에서 착안하여 축음기를 발명.

소리 저장 및 재생 최초의 장치로, 음향 기술 발전의 출발점.

음향학적 지식이 부족했으나 소리의 진동 원리를 기반으로 개발.

② 축음기의 구성 요소와 작동 원리

수화 장치: 짧은 관을 통해 소리 받아들이고 금속판과 강철 핀 진동시켜 기록 장치에 전달.

기록 장치: 놋쇠 원통 표면에 주석 박 위에 소리 진동 따라 홈 새김.

재생 장치: 강철 핀이 기록된 홈 따라 움직이며 소리로 변환.

③ 축음기의 한계와 발전 가능성

원통에 새겨진 홈은 반복 사용 불가하여 여러 번 녹음 어려움.

원통 회전 속도에 따라 소리 높낮이 변화 문제 발생.

이후 음반(레코드)과 턴테이블로 발전.

3. 시험에 나올 만한 포인트 5가지

① 축음기의 발명 배경

에디슨은 중계 전신기 원리 응용하여 축음기 발명.

소리 저장 및 재생 최초의 기계로 음향 기술 발전의 기반.

실험적으로 개발된 소리가 진동 개념에 착안.

② 수화 장치의 역할

짧은 관을 통해 소리 받아들이고 금속판 진동.

강철 핀이 소리 진동을 기록 장치로 전달.

③ 기록 장치의 구조와 작동 원리

놋쇠 원통 표면에 주석 박을 감고 강철 핀이 소리 진동 따라 홈 새김.

핸들 돌려 원통 회전 시 소리 파형이 주석 박에 새겨짐.

④ 재생 장치의 구조와 작동 원리

원통을 원위치로 되돌리고 핸들 돌리면 강철 핀이 홈 따라 움직이며 진동.

진동이 소리로 변환되어 원뿔형 나팔 통해 출력.

⑤ 축음기의 한계와 발전 방향

기록된 소리 반복 사용 불가, 원통 회전 속도에 따라 음정 변화.

에밀 베를리너가 원반형 음반 개발하여 대량 생산 가능.

오늘날 디지털 녹음 기술의 기초가 됨.


 

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4중 극자 질량 분석기

​자 그럼 4중 극자 질량 분석기 작품을 보러가볼까요?

 

4-13 4중 극자 질량 분석기

1. 한 문장

4중 극자 질량 분석기는 이온화된 입자의 질량 대 전하량 비(m/z)를 측정하는 기기로, 전기장을 활용하여 특정 질량의 이온만 통과시키는 방식으로 작동함.

2. 꼭 알아야 할 핵심 3가지

① 4중 극자 질량 분석기의 개념과 필요성

질량 분석기는 이온화된 입자의 질량 대 전하량 비(m/z)를 측정하는 기기.

기존 방식은 자기장 균일성 확보 어려워 질량 분해능 낮음.

파울이 전기장만 이용하는 4중 극자 질량 분석기 개발.

② 4중 극자 질량 분석기의 구조

4개의 금속 막대(전극)로 구성된 질량 필터 사용.

가로 방향(양의 직류 + 교류 전압), 세로 방향(음의 직류 + 교류 전압) 적용.

특정 m/z 값을 가진 이온만 검출기로 통과 가능.

③ 4중 극자 질량 분석기의 작동 원리

가벼운 이온: 교류 전압의 영향을 받아 전극에 충돌 → 검출되지 않음.

무거운 이온: 교류 전압의 영향을 덜 받아 중심축 이동 → 검출 가능.

전압 조절로 특정 이온만 선택적으로 통과 가능.

3. 시험에 나올 만한 포인트 5가지

① 4중 극자 질량 분석기의 개발 배경

자기장 사용하는 기존 방식의 한계 극복 위해 개발.

전기장만 활용하여 안정성 및 높은 질량 분해능 확보.

유기 화합물 분석, 생화학·의학 연구에서 정밀한 질량 분석 가능.

② 4중 극자 질량 분석기의 기본 구조

4개의 금속 막대를 평행하게 배치하여 정사각형 단면 형성.

가로 방향(양의 직류 + 교류 전압), 세로 방향(음의 직류 + 교류 전압) 적용.

이온 발생원 → 질량 필터 → 이온 검출기로 구성.

③ 질량 필터의 작동 원리

특정 m/z 값을 가진 이온만 통과하도록 설계.

가벼운 이온: 교류 전압에 의해 진동하여 전극 충돌 → 검출 불가.

무거운 이온: 교류 전압 영향 적어 중심축 이동 → 검출 가능.

④ 4중 극자 질량 분석기의 장점과 활용

자기장 사용하지 않아 유지보수 쉬움.

높은 질량 분해능과 안정성으로 정확한 분석 가능.

생화학, 법의학, 의학, 환경 연구 등 다양한 분야에서 활용.

⑤ 전압 조절에 따른 이온의 이동 방식

가로 방향 전극: 무거운 이온만 통과.

세로 방향 전극: 가벼운 이온만 통과.

직류·교류 전압 비율 조정으로 특정 질량 이온 선택적 검출 가능.



 의무기재 사항 중등부 1008분 16만원 중등부 1134분 21만원 고등국어 1680분 36만원, 1134분 23만원 고등국어 2268분 46만원 고등국어 3402분 69만원, 2520분 54만원 
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