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태양시와 역표시를 거쳐 원자시로 바뀐 시간 표준, 자오선과 미터원기를 거쳐 빛의 이동 거리로 바뀐 길이 표준을 설명합니다.
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시간과 길이의 측정 표준

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태양시와 역표시를 거쳐 원자시로 바뀐 시간 표준, 자오선과 미터원기를 거쳐 빛의 이동 거리로 바뀐 길이 표준을 설명합니다.
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미시 세계는 원자, 분자, 이온과 같은 입자나 아주 작은 물체를 다루는 세계이고,
거시 세계는 나무, 동물, 태양과 같은 비교적 큰 물체를 다루는 세계이다.

시간 규모는 어떤 현상이 일어나는 데 걸리는 시간의 정도이고,
공간 규모는 어떤 현상이 일어나는 공간 크기의 정도이다.

시간이 오래 걸릴수록 시간 규모가 크고, 큰 공간에서 일어날수록 공간 규모가 크다.

태풍은 번개보다 더 큰 공간에서 더 오랫동안 지속되므로 시간 규모와 공간 규모는 모두 태풍이 번개보다 크다.

시간의 측정 표준은 태양시 $\rightarrow$ 역표시 $\rightarrow$ 원자시(현재) 순으로 바뀌었다.

지구의 자전을 기준으로 한 시간이다.

태양이 지리학적 자오선(경선)을 지난 순간부터 다시 해당 자오선을 지날 때까지의 시간을 하루( $1$ 일)로 하고, 이를 $86\,400$ 으로 나눈 것을 $1$ 초로 한다.

그러나 지구의 자전 속도가 조금씩 변한다는 사실이 발견되면서 기준으로 쓰기에는 적합하지 않아 시간의 측정 표준은 태양시에서 역표시로 바뀌었다.

지구의 공전을 기준으로 한 시간이다.

$1900$ 년 $1$ 월 $0$ 일 $12$ 시에서 계절이 한 번 순환하는 데 걸리는 시간 길이의 $\dfrac{1}{31\,556\,926}$ 을 $1$ 초로 한다.

명확한 기준을 제공하지만, 실시간으로 측정하기 어려워 시간의 측정 표준은 역표시에서 원자시로 바뀌었다.

$1900$ 년 $1$ 월 $0$ 일은 천문학에서 쓰는 날짜로 일반적인 달력의 $1899$ 년 $12$ 월 $31$ 일과 같다.

원자의 진동을 기준으로 한 시간으로, 현재 시간의 측정 표준이다.

질량수가 $133$ 이고, 원자 번호가 $55$ 인 세슘 원자 $(^{133}\mathrm{Cs})$ 에서 나오는 빛이 $9\,192\,631\,770$ 번 진동하는 데 걸리는 시간을 $1$ 초로 한다.

두 종류 이상의 금속을 섞거나 금속에 비금속을 섞어 만든 금속이다.

길이의 측정 표준은 자오선 기준 길이 $\rightarrow$ 미터원기 기준 길이 $\rightarrow$ 빛의 이동 거리 기준 길이(현재) 순으로 바뀌었다.

북극점에서 적도까지의 지리학적 자오선 길이를 기준으로 한 길이이다.

북극점에서 적도까지의 지리학적 자오선 길이의 $\dfrac{1}{10\,000\,000}$ 을 $1\,\mathrm{m}$ 로 한다.

지구는 완전한 구가 아니라 살짝 찌그러진 형태이므로 오차가 존재하여 길이의 측정 표준은 자오선 기준에서 미터원기 기준으로 바뀌었다.

원자 번호가 $78$ 인 백금 $(\mathrm{Pt})$ 과 원자 번호가 $77$ 인 이리듐 $(\mathrm{Ir})$ 의 합금으로 만든 막대인 미터원기를 기준으로 한 길이이다.

$0\,^{\circ}\mathrm{C}$ 일 때, 미터원기 양 끝에 표시된 두 기준선 사이의 거리를 $1\,\mathrm{m}$ 로 한다.

명확한 기준을 제공하지만, 온도, 압력, 시간에 따라 길이가 변하므로 길이의 측정 표준은 미터원기 기준에서 빛의 이동 거리 기준으로 바뀌었다.

물질이 전혀 없는 진공에서 빛이 이동한 거리를 기준으로 한 길이로, 현재 길이의 측정 표준이다.

진공에서 빛이 $\dfrac{1}{299\,792\,458}$ 초 동안 이동한 거리를 $1\,\mathrm{m}$ 로 한다.

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2번 문항 정답 및 해설 보기