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평준화 효과 평준화 용매와 구별 용매
강염기는 산에 대한 평준화 용매이고, 약염기는 산에 대한 구별 용매이다. 평준화 용매에서는 많은 산이 완전히 해리되어 동일한 세기를 가진다. 모든 산은 양성자에 대한 강염기의 더 큰 친화력 때문에 강염기성 용매에 용해될 때 세기가 구별 불가능해지는 경향이 있다. 이를 평준화 효과라고 한다.
반면에 구별 용매에서는 다양한 산이 다른 정도로 해리되어 다른 세기를 가진다. 예를 들어, 무수 아세트산 (CH3COOH)은 물보다 약한 양성자 수용체이다. 염산 및 과염소산과 같은 강한 수성산은 무수 아세트산에서는 부분적으로만 해리되며 그 세기가 같지 않다. 사실 과염소산은 이 용매에서 염산보다 약 5000배 더 강하다. 아세트산과 같은 약염기성 용매는 물과 같은 강염기성 용매보다 양성자를 수용하는 경향이 적다. 마찬가지로 약산성 용매는 강산보다 양성자를 기증하는 경향이 적다.
일반적인 용매의 평준화 효과 때문에, 초강산에 대한 연구는 액화된 이산화 황 및 SO2ClF와 같이 매우 약염기성인 더 구별적인 용매에서 수행된다.
평준화 효과 양성자 상호작용에 따른 용매의 종류
양성자 상호작용에 따라 용매는 네 가지 유형으로 나뉜다.
(i) 양성자 친화성 용매: 양성자를 수용하는 경향이 큰 용매, 즉 물, 알코올, 액체 암모니아 등.
(ii) 양성자 생성성 용매: 양성자를 생성하는 경향이 있는 용매, 즉 물, 액체 염화수소, 빙초산 등.
(iii) 양쪽성 용매: 양성자 친화성 또는 양성자 생성성으로 작용하는 용매, 예를 들어 물, 액체 암모니아, 에틸 알코올 등.
(iv) 비양성자성 용매: 양성자를 주지도 받지도 않는 용매, 예를 들어 벤젠, 사염화탄소, 이황화탄소 등.
HCl은 H2O에서는 강산, NH3에서는 더 강한 산, CH3COOH에서는 약산, C6H6에서는 중성, HF에서는 약염기로 작용한다. NaHSO3는 DMSO에서는 약산, NH3에서는 강산, 빙초산에서는 약염기, 황산에서는 강염기로 작용한다.
자기광학 효과
자기광학 효과(magneto-optic effect)는 준정적 자기장의 존재에 의해 변형된 매질을 통해 전자기파가 전파되는 여러 현상 중 하나이다. 이 매질은 자이로트로픽 또는 자이로마그네틱이라고도 불리며, 좌회전 및 우회전 타원 편광이 다른 속도로 전파될 수 있어 여러 중요한 현상을 야기한다. 빛이 자기광학 물질 층을 통과할 때 발생하는 현상은 패러데이 효과라고 불린다. 이로 인해 편광 면이 회전할 수 있으며, 이는 패러데이 회전자를 형성한다. 자기광학 물질로부터 반사되는 현상은 자기광 커 효과로 알려져 있다 (이는 비선형 커 효과와 혼동해서는 안 된다).
일반적으로 자기광학 효과는 국지적으로 시간 역전 대칭성을 깨뜨리며 (즉, 자기장의 원천이 아닌 빛의 전파만 고려할 때), 로렌츠 상반성도 깨뜨린다. 이는 광학 아이솔레이터(빛이 한 방향으로만 통과하고 다른 방향으로는 통과하지 못하는 장치)와 같은 장치를 구성하는 데 필수적인 조건이다.
무손실 매질의 복소수 켤레 유전율 텐서에 해당하는 두 주된 편광의 회전 방향이 반대인 두 자이로트로픽 물질은 광학 이성질체라고 불린다.
자기광학 효과 자이로트로픽 유전율
특히 자기광학 물질에서 자기장(외부에서 가해지거나 물질 자체가 강자성인 경우)의 존재는 물질의 유전율 텐서 ε를 변화시킬 수 있다. ε는 이방성을 띠게 되며, 입사광의 주파수 ω에 따라 복소수 비대각 성분을 가진 3×3 행렬이 된다. 흡수 손실을 무시할 수 있다면 ε는 에르미트 행렬이다. 결과적으로 주축도 복소수가 되며, 좌회전 및 우회전 편광이 다른 속도로 이동할 수 있는 타원 편광된 빛에 해당한다 (복굴절과 유사).
더 구체적으로, 흡수 손실을 무시할 수 있는 경우 에르미트 ε의 가장 일반적인 형태는 다음과 같다.
또는 equivalently 변위장 D와 전기장 E 사이의 관계는 다음과 같다.
여기서 는 실수 대칭행렬이고 는 자이레이션 벡터라고 불리는 실수 유사벡터이며, 그 크기는 일반적으로 의 고유값에 비해 작다. g의 방향은 물질의 자이레이션 축이라고 불린다. 1차 근사에서 g는 인가된 자기장에 비례한다.
자기광학 효과 자이로트로픽 유전율
여기서 는 자기광학 감수율이다 (등방성 매질에서는 스칼라이지만, 일반적으로는 텐서이다). 만약 이 감수율 자체가 전기장에 의존한다면, 자기광학 파라메트릭 생성의 비선형 광학 효과(인가된 자기장에 의해 강도가 제어되는 포켈스 효과와 다소 유사)를 얻을 수 있다.
가장 간단한 분석 사례는 g가 의 주축(고유벡터)이고 의 다른 두 고유값이 동일한 경우이다. 이때, 편의상 g를 z 방향으로 놓으면 ε 텐서는 다음과 같은 형태로 단순화된다.
가장 일반적으로는 z 방향(g와 평행)으로 전파되는 빛을 고려한다. 이 경우 해는 위상속도 를 가진 타원 편광된 전자기파이다 (여기서 μ는 자기 투자율이다). 이 위상 속도의 차이가 패러데이 효과로 이어진다.
자이레이션 축에 순수하게 수직으로 전파되는 빛의 특성은 코튼-무통 효과로 알려져 있으며, 서큘레이터에 사용된다.
커 회전과 커 타원율은 자이로마그네틱 물질과 접촉하는 입사광의 편광 변화를 의미한다. 커 회전은 투과된 빛의 편광면에서의 회전이며, 커 타원율은 빛이 전파하는 평면에서 타원 편광된 빛에 의해 그려진 타원의 장축 대 단축의 비율이다. 편광된 입사광의 방향 변화는 이 두 속성을 사용하여 정량화할 수 있다.
자기광학 효과 자이로트로픽 유전율
고전 물리학에 따르면 빛의 속도는 물질의 유전율에 따라 달라진다.
여기서 는 물질을 통과하는 빛의 속도, 는 물질의 유전율, 는 물질의 투자율이다. 유전율이 이방성이므로, 다른 방향의 편광된 빛은 다른 속도로 이동한다.
이것은 원편파된 빛의 파동을 고려하면 더 잘 이해할 수 있다 (오른쪽 참조). 이 파동이 수평 성분 (녹색 사인 곡선)이 수직 성분 (파란색 사인 곡선)과 다른 속도로 이동하는 물질과 상호 작용하면, 두 성분은 90도 위상차 (원편파에 필요한)를 벗어나 커 타원율을 변화시킨다.
커 회전의 변화는 선형 편광된 빛에서 가장 쉽게 인식할 수 있으며, 이 빛은 두 원편파 성분, 즉 왼손 원편파 (LHCP) 빛과 오른손 원편파 (RHCP) 빛으로 분리될 수 있다. 자기광학 물질 유전율의 이방성은 LHCP 및 RHCP 빛의 속도 차이를 유발하며, 이는 편광된 빛의 각도를 변화시킬 것이다. 이러한 속성을 나타내는 물질은 복굴절성 물질로 알려져 있다.
이 회전으로부터 우리는 직교 속도 성분의 차이를 계산하고, 이방성 유전율을 찾고, 자이레이션 벡터를 찾고, 인가된 자기장 를 계산할 수 있다.
자기광학 효과 각주
Jonsson, Fredrik; Flytzanis, Christos (1999년 11월 1일). 《Optical parametric generation and phase matching in magneto-optic media》. 《Optics Letters》 24. 1514–1516쪽. Bibcode:1999OptL...24.1514J. doi:10.1364/OL.24.001514. PMID 18079850.
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마랑고니 효과
마랑고니 효과(Marangoni effect) 또는 깁스-마랑고니 효과(Gibbs–Marangoni effect)는 표면장력의 기울기 때문에 두 상 사이의 계면을 따라 발생하는 물질 이동이다. 온도의존성의 경우, 이 현상을 열모세관 대류 또는 베나르-마랑고니 대류라고 부를 수 있다.
마랑고니 효과 역사
이 현상은 1855년 물리학자 제임스 톰슨(켈빈 경의 형제)이 이른바 "와인의 눈물"에서 처음으로 확인했다. 이 일반적인 효과는 이탈리아의 물리학자 카를로 마랑고니의 이름을 따서 명명되었는데, 그는 파비아 대학교에서 박사 논문을 위해 이 효과를 연구했고 1865년에 그의 결과를 발표했다. 이 주제에 대한 완전한 이론적 설명은 조지프 존 깁스가 그의 저서 이종 물질의 평형에 관하여 (1875-1878)에서 제시했다.
마랑고니 효과 메커니즘
표면장력이 높은 액체는 낮은 표면장력을 가진 액체보다 주변 액체를 더 강하게 잡아당기므로, 표면장력의 기울기가 존재하면 액체가 낮은 표면장력 영역에서 멀어지도록 자연스럽게 흐르게 된다. 표면장력 기울기는 농도 기울기나 온도 기울기(표면장력은 온도의 함수이다)에 의해 발생할 수 있다.
간단한 경우, 흐름의 속도 이며, 여기서 는 표면장력의 차이이고 는 액체의 점성도이다. 상온의 물은 약 0.07 N/m의 표면장력과 약 10−3 Pa⋅s의 점성도를 가진다. 따라서 물의 표면장력에 몇 퍼센트의 변화만 있어도 거의 1 m/s의 마랑고니 흐름을 생성할 수 있다. 이로 인해 마랑고니 흐름은 흔하게 발생하고 쉽게 관찰될 수 있다.
물 표면에 계면활성제 작은 방울이 떨어지는 경우, 로슈(Roché)와 동료들은 정량적 실험을 수행하고 실험과 대략적으로 일치하는 간단한 모델을 개발했다. 이 모델은 바깥쪽으로 향하는 마랑고니 흐름 속도 로 인해 계면활성제로 덮인 표면 패치의 반경 의 확장을 설명했다. 그들은 계면활성제로 덮인 물 표면 패치의 확장 속도가 대략 다음 속도로 발생한다는 것을 발견했다.
마랑고니 효과 메커니즘
여기서 는 물의 표면장력, 는 계면활성제로 덮인 물 표면의 (더 낮은) 표면장력, 는 물의 점성도, 그리고 는 물의 질량 밀도이다.  N/m, 즉 물의 표면장력이 수십 퍼센트 감소하는 경우, 그리고 물의 경우  N⋅m−6⋅s3이므로, 를 얻으며, 여기서 u는 m/s 단위이고 r은 m 단위이다. 이는 계면활성제로 덮인 영역이 커질수록 속도가 감소하지만, cm/s에서 mm/s 정도의 속도를 나타낸다.
이 방정식은 몇 가지 간단한 근사를 통해 얻어진다. 첫 번째는 계면활성제 농도 기울기(마랑고니 흐름을 유발)로 인한 표면의 응력과 (흐름에 저항하는) 점성 응력을 동일하게 놓는 것이다. 마랑고니 응력 은 계면활성제 농도 기울기(확장하는 패치 중앙에서 높고 패치에서 멀리 떨어질수록 0)로 인한 표면장력의 기울기이다. 점성 층밀림 변형력은 간단히 점성도에 층밀림 속도의 기울기를 곱한 것 이며, 여기서 은 확산 패치로 인한 흐름이 물 속으로 침투하는 깊이이다. 로슈(Roché)와 동료들은 운동량(방향은 방사형)이 확산되는 동안 액체 속으로 확산되어 패치가 반경 에 도달하면 이 되며, 여기서 는 동점성도로 유체 내에서 운동량의 확산 상수이다. 두 응력을 동일하게 놓으면,
마랑고니 효과 메커니즘
여기서 기울기 로 근사했다. 양변에 2/3승을 취하면 위 식이 나온다.
무차원 값인 마랑고니 수는 표면장력과 점성력의 상대적 효과를 특성화하는 데 사용될 수 있다.
마랑고니 효과 와인의 눈물
예를 들어, 포도주는 "와인의 눈물"이라고 불리는 가시적인 효과를 나타낼 수 있다. 이 효과는 알코올이 물보다 낮은 표면장력과 높은 휘발성을 가지고 있기 때문에 발생한다. 물/알코올 용액은 유리 표면을 따라 올라가 유리 표면의 표면 에너지를 낮춘다. 알코올은 필름에서 증발하여 더 높은 표면장력을 가진 액체(더 많은 물, 더 적은 알코올)를 남긴다. 알코올 농도가 낮은(표면장력이 큰) 이 영역은 알코올 농도가 높은(유리잔 바닥에 가까운) 영역보다 주변 액체를 더 강하게 잡아당긴다. 그 결과 액체는 자체 무게가 효과의 힘을 초과할 때까지 위로 당겨지고, 액체는 다시 용기 벽을 따라 흘러내린다. 이것은 또한 매끄러운 표면에 물의 얇은 막을 펴고 그 막의 중심에 알코올 한 방울을 떨어뜨림으로써 쉽게 시연될 수 있다. 액체는 알코올 방울이 떨어진 영역에서 쏟아져 나올 것이다.
마랑고니 효과 수송 현상에 대한 중요성
지구 조건에서 유체/유체 계면을 따라 온도 기울기가 있는 시스템에서 자연 대류를 일으키는 중력의 영향은 일반적으로 마랑고니 효과보다 훨씬 강하다. 중력의 영향 없이 마랑고니 효과를 관찰하기 위해 사운딩 로켓에 탑재된 미세중력 환경 조건에서 많은 실험(ESA MASER 1-3)이 수행되었다. 국제우주정거장에서 수행된 히트 파이프 연구는 지구상에서 온도 기울기에 노출된 히트 파이프가 한쪽 끝에서 내부 유체를 증발시켜 파이프를 따라 이동하게 하여 뜨거운 끝을 건조시키는 반면, 우주에서는 (중력의 영향을 무시할 수 있는 곳) 반대 현상이 일어나 파이프의 뜨거운 끝이 액체로 범람한다는 것을 밝혀냈다. 이는 모세관 현상과 함께 마랑고니 효과 때문이다. 액체는 모세관 현상에 의해 튜브의 뜨거운 끝으로 끌려간다. 그러나 대부분의 액체는 마랑고니 흐름으로 설명되는 튜브의 가장 뜨거운 부분에서 약간 떨어진 곳에 방울 형태로 남아 있다. 축 방향 및 방사형 방향의 온도 기울기는 액체가 뜨거운 끝과 튜브 벽에서 멀어져 중심 축을 향해 흐르게 한다. 액체는 튜브 벽과 작은 접촉 면적을 가진 방울을 형성하며, 더 차가운 방울과 뜨거운 끝에 있는 액체 사이에 얇은 순환 액체 막을 형성한다.
마랑고니 효과 수송 현상에 대한 중요성
가열 표면(예: 과냉각 핵비등)에 기포가 존재할 때 마랑고니 효과가 열 전달에 미치는 영향은 오랫동안 무시되어 왔지만, 현재는 비등 시 열 전달 이해에 대한 잠재적인 근본적 중요성 때문에 지속적인 연구 관심의 대상이다.
마랑고니 효과 예시 및 응용
잘 알려진 예로는 비누막이 있는데, 마랑고니 효과는 비누막을 안정화시킨다. 마랑고니 효과의 또 다른 예는 대류 셀, 즉 베나르 셀의 동작에서 나타난다.
마랑고니 효과의 중요한 응용 중 하나는 집적회로 제조 중 습식 처리 단계 후 규소 웨이퍼를 건조하는 데 사용되는 것이다. 웨이퍼 표면에 남아 있는 액체 얼룩은 웨이퍼의 부품을 손상시키는 산화를 일으킬 수 있다. 얼룩을 방지하기 위해, 알코올 증기(IPA) 또는 기체, 증기, 에어로졸 형태의 다른 유기 화합물이 습한 웨이퍼 표면 위로(또는 웨이퍼가 침지조에서 들어 올려질 때 세척액과 웨이퍼 사이에 형성된 메니스커스에서) 노즐을 통해 불어넣어진다. 이어서 마랑고니 효과는 액체 내에 표면장력 기울기를 유발하여 중력이 액체를 웨이퍼 표면에서 완전히 끌어내리도록 더 쉽게 만들어 효과적으로 건조된 웨이퍼 표면을 남긴다.
마랑고니 효과 예시 및 응용
비슷한 현상이 나노입자를 정렬된 배열로 자기조립하는 데 그리고 정렬된 나노튜브를 성장시키는 데 창의적으로 활용되었다. 나노입자를 함유한 알코올을 기판에 바른 후, 습한 공기를 기판 위로 불어 넣는다. 알코올은 흐름 아래에서 증발한다. 동시에 물은 응결되어 기판 위에 미세 방울을 형성한다. 한편, 알코올 속의 나노입자들은 미세 방울로 이동하여 건조 후 기판 위에 수많은 커피링을 형성한다.
또 다른 응용 분야는 작은 스케일에서 표면장력 효과의 관련성을 활용하여 입자를 조작하는 것이다. 적외선 레이저를 사용하여 공기-물 계면을 국부적으로 가열함으로써 제어된 열모세관 대류가 생성된다. 그런 다음, 이 흐름은 떠다니는 물체의 위치와 방향을 제어하는 데 사용되며, 치리오 효과를 활용하여 떠다니는 물체의 자기조립을 촉진할 수 있다.
마랑고니 효과는 용접, 결정 성장 및 금속의 전자 빔 용융 분야에서도 중요하다.
미스나이-샤르딘 효과
미스나이-샤르딘 효과(Misnay–Schardin effect) 또는 플래터 효과(platter effect)는 넓은 폭발물 판이 폭발할 때 나타나는 특징이다.
미스나이-샤르딘 효과 설명
폭발물의 폭풍은 폭발물 표면에서 직접 멀어지며 그 표면에 수직으로 확장된다. 모든 방향으로 확장되는 둥근 폭발성 전하의 폭풍과는 달리, 폭발성 시트에 의해 생성된 폭풍은 주로 그 평면에 수직으로 양방향으로 확장된다. 그러나 한쪽 면이 무겁거나 고정된 질량으로 지지되면, 폭풍의 대부분(즉, 급격히 팽창하는 가스와 그 운동 에너지의 대부분)은 질량에서 멀어지는 방향으로 반사된다.
미스나이-샤르딘 효과 용도
미스나이-샤르딘 효과는 폭발물 전문가인 헝가리인 요제프 미스나이(Misnay, 때때로 Misznay로 잘못 표기됨)와 독일인 후베르트 샤르딘에 의해 연구되고 실험되었다. 이들은 처음에 나치 독일을 위해 더 효과적인 대전차 지뢰를 개발하려고 했다. 일부 출처는 제2차 세계 대전이 그들의 설계가 사용 가능해지기 전에 끝났다고 주장하지만, 그들과 다른 이들은 계속해서 작업을 진행했다. 미스나이는 43M TAK 대전차 지뢰와 44M LŐTAK 측면 공격 지뢰 두 가지 무기를 설계했다. 헝가리군은 1944-1945년에 이 무기들을 사용했다.
이후의 AT2 및 M18 클레이모어 지뢰도 이 효과를 활용한다.
메조머리 효과
화학에서 메조머리 효과(mesomeric effect) 또는 공명 효과(resonance effect)는 화합물 내 치환기 또는 작용기의 특성이다. 이는 두 파이 결합 또는 인접한 원자에 존재하는 파이 결합과 고립 전자쌍 간의 상호작용으로 인해 분자에 생성되는 극성으로 정의된다. 이러한 전자 배열의 변화는 분자의 실제 구조로 혼성화되는 공명 구조의 형성을 초래한다. 그러면 파이 전자가 특정 치환기 그룹에서 멀어지거나 가까워진다. 메조머리 효과는 이온화 에너지가 낮은 화합물에서 더 강하다. 이는 전자전달 상태의 에너지가 더 낮기 때문이다.
메조머리 효과 메조머리 효과의 표현
이 효과는 질적인 방식으로 사용되며 관련 공명 구조를 기반으로 치환기의 전자를 끌어당기거나 방출하는 특성을 설명하며 기호 M으로 표시된다. 치환기가 전자를 끄는 기일 때 메조머리 효과는 음수((−M))이며, 치환기가 전자를 주는 기일 때 효과는 양수((+M))이다. 아래는 +M 및 −M 효과의 두 가지 예이다. 또한 각 유형의 공명에 기여하는 작용기는 아래에 제시되어 있다.
양성 메조머리 효과라고도 하는 +M 효과는 치환기가 전자를 주는 기일 때 발생한다. 이 그룹은 고립 전자쌍 또는 음전하 중 하나를 가져야 한다. +M 효과에서 파이 전자는 그룹에서 공액 시스템으로 전달되어 시스템의 밀도를 증가시킨다. 전자 밀도의 증가로 인해 공액 시스템은 더 많은 음전하를 띠게 된다. 결과적으로 +M 효과를 받는 시스템은 음전하를 제거할 수 있는 친전자체에 대해 친핵체보다 더 반응성이 높다.
+M 효과 순서:
−O− > −NH2 > −NHR > −NR2 > −OH > −OR > −NHCOR > −OCOR > −Ph > −F > −Cl > −Br > −I > −NO
메조머리 효과 메조머리 효과의 표현
음성 메조머리 효과라고도 하는 −M 효과는 치환기가 전자를 끄는 기일 때 발생한다. 음성 메조머리(−M) 효과가 발생하려면 그룹은 전자를 끌어당기기 위해 양전하 또는 빈 궤도를 가져야 한다. −M 효과에서 파이 전자는 공액 시스템에서 멀어져 전자를 끄는 그룹으로 이동한다. 공액 시스템에서 전자의 밀도는 감소하고 전체 전하는 더 양전하를 띠게 된다. −M 효과를 통해 그룹 및 화합물은 친전자체에 대한 반응성이 낮아지고, 전자를 내어놓고 양전하의 균형을 맞출 수 있는 친핵체에 대한 반응성이 높아진다.
−M 효과 순서:
−NO2 > −CN > −SO3H > −CHO > −COR > −COOCOR > −COOR > −COOH > −CONH2 > −COO−
메조머리 효과 메조머리 효과 vs. 유도 효과
치환기로부터 또는 치환기로의 순전자 흐름은 유도 효과에 의해서도 결정된다. p-원자 궤도 중첩(공명)의 결과인 메조머리 효과는 이 유도 효과에 전혀 영향을 미치지 않는다. 유도 효과는 원자의 전기 음성도와 분자 내 이들의 위상(어떤 원자가 어떤 원자에 연결되어 있는지)과 순전히 관련이 있기 때문이다. 특히 유도 효과는 재구조화와 관련 없이 순전히 전기 음성도에 기반하여 치환기가 전자를 밀어내거나 끌어당기는 경향이다. 그러나 메조머리 효과는 재구조화와 관련이 있으며 치환기의 전자쌍이 이동할 때 발생한다. 유도 효과는 알파 탄소에만 작용하는 반면, 메조머리 효과는 원자들 사이의 파이 결합을 활용한다. 이 두 경로가 종종 유사한 분자와 공명 구조로 이어지지만 메커니즘은 다르다. 따라서 메조머리 효과는 유도 효과보다 강하다.
메조머리 효과, 메조머리즘 및 메조머의 개념은 잉골드가 1938년에 폴링의 동의어인 공명 개념에 대한 대안으로 도입했다. 이 맥락에서 "메조머리즘"은 독일 및 프랑스 문헌에서 자주 접할 수 있지만, 영어 문헌에서는 "공명"이라는 용어가 지배적이다.
메조머리 효과 공액계의 메조머리즘
메조머리 효과는 공액계에서 임의의 수의 탄소 원자를 따라 전달될 수 있다. 이는 전하의 비편재화로 인한 분자의 공명 안정화를 설명한다. 분자의 실제 구조, 즉 공명 혼성체의 에너지는 기여하는 어떤 표준 구조의 에너지보다 낮을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 실제 유도 구조와 (가장 안정한 기여 구조인) 최악의 동역학적 구조 간의 에너지 차이를 공명 에너지 또는 공명 안정화 에너지라고 한다. 메조머리/공명 효과 강도를 정량적으로 추정하기 위해 다양한 치환기 상수가 사용된다. 즉, 스웨인-럽턴 공명 상수, 태프트 공명 상수 또는 오지민스키와 도로볼스키 pEDA 매개변수이다.
또한 결과 공명 구조는 분자에 하나의 구조를 보는 것만으로는 본질적으로 명확하지 않은 특성을 부여할 수 있다. 이러한 특성 중 일부는 다른 반응성, 방향족 화합물에서의 국부적인 반자성 차폐, 탈차폐, 산 및 염기 강도를 포함한다.
충 효과
충 효과(opposition effect), 오포지션 서지(opposition surge), 젤리거 효과(Seeliger effect)는 관측자의 정반대 방향에서 빛을 받을 때 거친 표면이나 많은 입자를 가진 물체가 밝아지는 현상이다. 이 용어는 주로 천문학에서 사용되며, 일반적으로 행성, 달, 혜성과 같은 천체의 관측 위상각이 0에 가까워질 때 밝기가 갑자기 눈에 띄게 증가하는 것을 의미한다. 달과 화성에서 반사되는 빛이 천문학적 충 상태일 때 단순한 람베르트 반사가 예측하는 것보다 훨씬 밝게 보이기 때문에 이러한 이름이 붙었다. 이 관측 현상에 대해 두 가지 물리적 메커니즘이 제안되었다: 그림자 숨김과 일관성 있는 후방 산란.
충 효과 개요
위상각은 관측자, 관측 대상, 광원 사이의 각도로 정의된다. 태양계의 경우 광원은 태양이며 관측자는 일반적으로 지구에 있다. 위상각이 0도일 때 태양은 관측자의 바로 뒤에 있고 물체는 바로 앞에 있으며 완전히 조명된다.
태양에 의해 빛나는 물체의 위상각이 감소함에 따라 물체의 광도는 증가한다. 이것은 부분적으로 조명되는 면적이 증가하기 때문이기도 하지만, 부분적으로는 햇빛을 받는 부분의 본질적인 밝기(휘도) 때문이기도 하다. 이는 태양 바로 아래에서 가장 강하고 태양에 수직인 물체 부분에서 0으로 가는 표면의 조도에 영향을 받는다. 그러나 휘도는 물체에서 반사된 빛이 관측되는 각도에도 영향을 받는다. 이러한 이유로 보름달의 달빛은 초승달이나 하현달보다 훨씬 더 많다. 비록 가시적으로 조명되는 면적은 두 배에 불과하지만 말이다.
충 효과 물리적 메커니즘
반사각이 빛의 광선이 표면에 닿는 각도에 가까울 때 (즉, 관측자의 시점에서 태양과 물체가 충에 가까울 때), 이 본질적인 밝기는 일반적으로 최대치에 가깝다. 위상각이 0도일 때 모든 그림자가 사라지고 물체는 완전히 조명된다. 위상각이 0에 가까워지면 겉보기 밝기가 갑자기 증가하며, 이 갑작스러운 증가를 충 효과라고 한다.
이 효과는 태양계의 공기 없는 천체의 레골리스 표면에서 특히 두드러진다. 이 효과의 주요 원인은 표면의 작은 구멍과 구덩이가 다른 입사각에서는 그림자에 가려지지만, 관측자가 조명원과 거의 같은 선상에 있을 때 빛을 받기 때문이다. 이 효과는 일반적으로 0에 가까운 매우 작은 범위의 위상각에서만 보인다. 반사 특성이 정량적으로 연구된 천체의 경우, 충 효과의 세부 사항(강도와 각도 범위)은 하프케 매개변수 중 두 가지로 설명된다. 토성의 고리와 같은 행성 고리의 경우, 충 효과는 고리 입자의 그림자가 드러나기 때문에 발생한다. 이 설명은 1887년 후고 폰 젤리거에 의해 처음 제안되었다.
충 효과 물리적 메커니즘
충돌 시 밝기를 증가시키는 추가 효과에 대한 이론은 일관성 있는 후방 산란이다. 일관성 있는 후방 산란의 경우, 물체 표면의 산란체 크기가 빛의 파장과 비슷하고 산란 입자 사이의 거리가 파장보다 클 때 좁은 각도에서 반사된 빛이 증폭된다. 밝기 증가는 반사된 빛이 방출된 빛과 일관성 있게 결합하기 때문이다.
일관성 있는 후방 산란 현상은 레이더에서도 관측되었다. 특히, 카시니를 이용한 타이탄의 2.2 cm 파장 최근 관측 결과, 레이더 파장에서 높은 반사율을 설명하기 위해 강력한 일관성 있는 후방 산란 효과가 필요하다는 것이 밝혀졌다.
지구에서는 물방울도 다양한 상황에서 대기대척점 주변에 밝은 점을 만들 수 있다. 더 자세한 내용은 하일리겐샤인과 광륜 (광학 현상)을 참조하라.
충 효과 태양계 전역에서
충 효과의 존재는 톰 게렐스가 소행성에서 반사된 빛을 연구하던 중 1956년에 설명했다. 게렐스의 이후 연구는 동일한 효과가 달의 밝기에서도 나타날 수 있음을 보여주었다.
게렐스의 초기 연구 이후, 대부분의 공기 없는 태양계 천체에서 충 효과가 관찰되었다. 상당한 대기를 가진 천체에서는 그러한 효과가 보고되지 않았다.
달의 경우, B. J. 버라티(Buratti) 등은 클레멘타인 우주선의 매우 낮은 위상각 관측을 사용하여 위상각 4°에서 0° 사이에서 달의 밝기가 40% 이상 증가한다는 것을 발견했다. (지구에서의 관측은 월식이 없는 한 위상각이 약 0.5° 미만일 수 없다. 위상각 4°는 월식 전후 약 8시간에 달성된다.) 이 증가는 상대적으로 매끄러운 달의 바다보다 표면이 더 거친 고원 지역에서 더 크다. 이 현상의 주요 메커니즘에 관해서는, 측정 결과 충 효과가 파장에 거의 의존하지 않는다는 것을 보여준다: 0.41 μm에서 1.00 μm보다 3-4% 더 크다. 이 결과는 달의 충 효과의 주요 원인이 일관성 있는 후방 산란보다는 그림자 숨김이라는 것을 시사한다.
멀린스 효과
멀린스 효과(Mullins effect)는 충전된 고무의 기계적 반응의 특정 측면으로, 변형력–변형률 곡선이 이전에 겪었던 최대 하중에 따라 달라진다. 하트퍼드에 있는 툰 압둘 라자크 연구 센터에서 근무했던 고무 과학자 레너드 멀린스의 이름을 딴 이 현상은, 하중이 이전의 역대 최대값을 초과할 때마다 발생하는 응력-변형률 곡선의 즉각적이고 비가역적인 연화로 여러 목적으로 이상화될 수 있다. 하중이 이전 최대값보다 작을 때는 비선형 탄성 거동이 우세하다. 이 효과는 페인 효과와 혼동되어서는 안 된다.
"멀린스 효과"라는 용어는 일반적으로 충전된 고무의 응력 연화에 적용되지만, 이 현상은 "검"(충전재가 없는 고무)을 포함한 모든 고무에 공통적이다. 멀린스와 동료들에 의해 처음 밝혀진 바와 같이, 탄성체의 수축 응력은 최대 변형률에서의 응력이 일정할 때 카본 블랙과는 무관하다. 멀린스 연화는 점탄성 효과이지만, 충전된 고무에서는 충전 입자가 서로 또는 고분자 사슬에서 분리되는 것으로부터 기계적 이력 현상에 추가적인 기여가 있을 수 있다.
멀린스 효과
이 효과를 설명하기 위해 여러 구성 모델이 제안되었다. 예를 들어, 오그덴-록스버러 모델은 여러 상업용 유한요소 코드에서 사용된다.
관찰자 기대 효과
관찰자 기대 효과(Observer-expectancy effect)는 반응성의 한 형태로, 연구원의 인지 편향이 실험 참가자들에게 무의식적으로 영향을 미치는 현상이다. 확증 편향은 실험자가 자신의 가설에 부합하는 정보를 찾고 반대되는 정보를 간과하는 경향 때문에 결과를 잘못 해석하게 만들 수 있다. 이는 연구의 내적 타당성에 심각한 위협이 되므로, 일반적으로 이중 맹검 실험 설계를 사용하여 통제한다.
여기에는 피험자에게 영향을 미치는 요구특성의 생성, 실험 결과 자체의 변경 또는 선택적 기록을 포함하여 피험자 행동에 대한 의식적 또는 무의식적 영향이 포함될 수 있다.
관찰자 기대 효과 개요
실험자는 관찰자 기대 효과에서 여러 가지 방법‍—‍으로 연구에 인지 편향을 도입할 수 있다. 실험자는 연구 결과에 대한 자신의 기대를 참가자에게 미묘하게 전달하여 참가자가 그 기대에 부합하도록 행동을 바꾸게 할 수 있다. 이러한 관찰자 편향 효과는 기대 하에 인간 데이터 해석과 객관성을 촉진하거나 강제하는 불완전한 문화적, 방법론적 규범이 존재하는 상황에서 거의 보편적으로 나타난다.
관찰자 기대 효과 개요
실험자 편향의 고전적인 예는 "영리한 한스"이다. 한스는 그의 주인 폰 오스텐이 사칙연산과 다른 작업을 할 수 있다고 주장한 오를로프 트로터종 말이었다. 영리한 한스에 대한 대중의 큰 관심으로 인해 철학자이자 심리학자인 카를 슈툼프는 그의 조수인 오스카르 핑스트와 함께 이러한 주장을 조사했다. 단순한 사기를 배제한 핑스트는 폰 오스텐이 질문을 하지 않을 때도 말이 정확하게 답할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 그러나 말이 질문자를 볼 수 없거나 질문자 자신이 정답을 모르는 경우에는 정확하게 답할 수 없었다. 폰 오스텐이 질문의 답을 알고 있을 때 한스는 89%의 시간 동안 정확하게 답했다. 그러나 폰 오스텐이 답을 모를 때 한스는 질문의 6%만을 정확하게 추측했다. 핑스트는 이어서 질문자의 행동을 자세히 조사했으며, 말이 정답에 가까워질수록 질문자의 자세와 표정이 긴장 증가와 일치하는 방식으로 변화하며, 말이 마지막으로 정확하게 탭했을 때 긴장이 풀리는 것을 보여주었다. 이는 말이 탭을 멈추기 위한 강화된 신호로 사용하도록 배운 단서를 제공했다.
실험자 편향은 인간 피험자에게도 영향을 미친다. 예를 들어, 연구자들은 동일한 작업(초상화 사진을 평가하고 각 개인의 성공 정도를 -10에서 10까지의 척도로 추정)을 부여받았지만, 다른 실험자 기대를 가진 두 그룹의 수행을 비교했다. 한 그룹("그룹 A")에서는 실험자들이 긍정적인 평가를 기대하도록 지시받았고, 다른 그룹("그룹 B")에서는 실험자들이 부정적인 평가를 기대하도록 지시받았다. 그룹 A에서 수집된 데이터는 그룹 B에서 수집된 데이터보다 상당히 더 낙관적인 평가였다. 연구자들은 실험자들이 피험자들이 순응하는 미묘하지만 분명한 단서를 주었다고 제안했다.
관찰자 기대 효과 예방
이중 맹검법 기술은 실험자와 피험자가 어떤 조건에서 데이터가 나오는지 알지 못하게 함으로써 편향을 줄이는 데 사용될 수 있다.
중심 극한 정리 때문에 더 많은 독립적인 측정을 수집하면 추정치의 정밀도가 향상되어 편향이 감소할 것이라고 생각할 수 있다. 그러나 이것은 측정이 통계적으로 독립적이라고 가정한다. 실험자 편향의 경우 측정값은 상관된 편향을 공유한다. 단순히 이러한 데이터를 평균하는 것은 더 나은 통계를 이끌어내지 못하고 개별 측정값 간의 상관관계와 그들의 비독립적 특성을 반영할 뿐일 수 있다.
파스퇴르 효과
파스퇴르 효과(Pasteur effect)는 사용 가능한 산소가 에탄올 발효를 억제하여 효모가 세포 호흡으로 전환하여 에너지 운반체인 아데노신 삼인산(ATP)의 생성을 증가시키는 현상을 설명한다. 더 일반적으로 의학 문헌에서 파스퇴르 효과는 산소의 존재가 세포의 해당과정 속도를 감소시키고 락트산 축적을 억제하는 방식을 나타낸다. 이 효과는 동물 조직뿐만 아니라 균계에 속하는 미생물에서도 발생한다.
파스퇴르 효과 발견
1857년, 미생물학자 루이 파스퇴르는 폭기된 효모 배양액이 에탄올 생산 감소에 기반하여 세포 성장을 증가시키고 발효율은 감소시킨다는 것을 보여주었다.
파스퇴르 효과 설명
조건혐기성 미생물인 효모균은 에탄올 발효 또는 호기성 호흡을 통해 에너지를 생산할 수 있다. O2 농도가 낮을 때, 해당과정을 통해 형성된 두 개의 피루브산 분자는 각각 에탄올과 이산화 탄소로 발효된다. 포도당 1분자당 2 ATP만 생성되지만, 이 방법은 혐기성 조건에서 전자 운반체 NADH를 NAD+로 산화시켜 또 다른 해당과정과 에탄올 발효를 위한 라운드를 제공하기 때문에 활용된다.
산소 농도가 증가하면 피루브산은 대신 아세틸 CoA로 전환되어 시트르산 회로에서 사용되고 산화적 인산화를 겪는다. 포도당 1분자당 세포 호흡에서 10 NADH와 2 FADH2가 생성되어 ATP 생성효소가 활용하는 양성자 기울기를 생성하기 위한 상당한 양의 양성자 펌핑이 일어난다. 전체 전기화학적 기울기 등의 고려 사항에 따라 정확한 ATP 생산량은 달라지지만, 호기성 호흡은 에탄올 발효의 혐기성 과정보다 훨씬 더 많은 ATP를 생산한다. 호기성 호흡으로 인한 ATP와 시트르산 증가는 동일한 양의 ATP를 생산하는 데 필요한 피루브산이 적기 때문에 해당과정 효소인 포스포프럭토키네이스-1을 다른 자리 입체적으로 억제한다.
파스퇴르 효과 설명
이러한 에너지 유인에도 불구하고, 로사리오 라구나스는 효모가 여러 이유로 사용 가능한 포도당을 부분적으로 에탄올로 발효하는 것을 계속한다는 것을 보여주었다. 첫째, 에탄올 발효는 더 적은 효소를 포함하고 모든 반응을 세포질로 제한하기 때문에 포도당 대사가 더 빠르다. 둘째, 에탄올은 세포막 손상과 단백질 변성을 유발하여 살균 활성을 가지며, 이를 통해 효모균이 환경 박테리아와 자원 경쟁에서 우위를 점할 수 있게 한다. 셋째, 부분 발효는 환경 경쟁자가 효모의 조절 시스템이 호기성 호흡에서 에탄올 발효로 완전히 전환되기 전에 모든 산소를 고갈시키는 것에 대한 방어 메커니즘일 수 있다.
파스퇴르 효과 실질적 의미
알코올 생산에 사용되는 발효 과정은 일반적으로 이산화 탄소 담요 아래 낮은 산소 조건에서 유지되는 반면, 바이오매스용 효모를 성장시키는 것은 최대 에너지 생산을 위해 배양액을 폭기하는 것을 포함한다. 에탄올의 살균 효과, 발효의 산성화 효과, 산업용 알코올 생산의 저산소 조건에도 불구하고, 젖산 발효를 겪는 박테리아는 pH 막 기울기(조절된 수송을 지지하는)의 분리를 피하기 위해 pKa가 3.86으로 낮은 젖산 때문에 그러한 시설을 오염시킬 수 있다.
압저항 효과
압저항 효과(piezoresistive effect)는 반도체 또는 금속에 기계적 변형이 가해질 때 전기 저항률이 변하는 현상이다. 압전기와 달리 압저항 효과는 전위가 아닌 전기 저항만 변화시킨다.
압저항 효과 역사
금속 장치의 전기 저항이 기계적 하중으로 인해 변화하는 현상은 1856년 켈빈 경에 의해 처음 발견되었다. 단결정 규소가 아날로그 및 디지털 회로 설계의 주요 재료가 되면서, 규소와 저마늄에서 큰 압저항 효과가 1954년 (Smith 1954)에 처음 발견되었다.
압저항 효과 메커니즘
전도성 및 반도체 재료에서 변형으로 인한 원자 간 거리의 변화는 띠틈에 영향을 미쳐 전자가 전도띠로 올라가는 것을 더 쉽게(또는 재료와 변형에 따라 더 어렵게) 만든다. 이는 재료의 저항률 변화를 초래한다. 특정 변형 범위 내에서 이 관계는 선형적이므로 압저항 계수는 다음과 같다.
여기서
∂ρ = 저항률 변화
ρ = 원래 저항률
ε = 변형
은 상수이다.
일반적으로 금속의 저항 변화는 주로 가해진 기계적 응력으로 인한 형상 변화 때문이다. 그러나 이러한 경우 압저항 효과는 작더라도 종종 무시할 수 없다. 무시할 수 없는 경우에는 옴의 법칙에서 파생된 간단한 저항 방정식을 사용하여 계산할 수 있다.
여기서
도체 길이 [m]
A 전류 흐름의 단면적 [m2]:p.207
일부 금속은 기하학적 변화로 인한 저항 변화보다 훨씬 큰 압저항을 나타낸다. 예를 들어, 백금 합금의 경우 압저항은 두 배 이상 커서 기하학적 효과와 결합하여 기하학적 효과만으로 인한 것보다 최대 세 배 이상 큰 변형률 게이지 감도를 제공한다. 순수 니켈의 압저항은 -13배 더 커서 기하학적 유도 저항 변화의 부호를 완전히 압도하고 심지어 반전시킨다.
압저항 효과 메커니즘
반도체 재료의 압저항 효과는 기하학적 효과보다 몇 배 더 클 수 있으며, 저마늄, 다결정 규소, 비정질 규소, 탄화 규소 및 단결정 규소와 같은 재료에서 나타난다. 따라서 매우 높은 감도 계수를 가진 반도체 변형률 게이지를 만들 수 있다. 정밀 측정을 위해서는 금속 변형률 게이지보다 다루기 어려운데, 이는 반도체 변형률 게이지가 일반적으로 환경 조건(특히 온도)에 민감하기 때문이다.
규소의 경우 게이지 인자는 대부분의 금속에서 관찰되는 것보다 두 배 더 클 수 있다(Smith 1954). N형 규소의 저항은 주로 세 가지 다른 전도 계곡 쌍의 이동으로 인해 변화한다. 이 이동은 다른 이동도를 가진 계곡들 사이에서 전하 운반체의 재분배를 유발한다. 이는 전류 흐름 방향에 따라 달라지는 이동도를 초래한다. 작은 효과는 계곡 모양의 변화와 관련된 유효 질량 변화 때문이다. P형 규소에서는 현상이 더 복잡하며 질량 변화 및 정공 전달도 초래한다.
압저항 효과 메커니즘
압저항 계수가 벌크 값을 초과하는 거대 압저항 효과는 미세 가공된 규소-알루미늄 하이브리드 구조에서 보고되었다. 이 효과는 규소 기반 센서 기술에 적용되었다.
하향식으로 제작된 규소 나노와이어의 종방향 압저항 계수는 벌크 규소보다 60% 더 큰 것으로 측정되었다.
2006년에는 상향식으로 제작된 규소 나노와이어에서 거대 압저항이 보고되었는데, 벌크 규소에 비해 종방향 압저항 계수가 30배 이상 증가했다고 한다. 나노구조에서의 거대 압저항 제안은 그 이후 규소뿐만 아니라 다른 기능성 재료에서도 이 효과에 대한 물리적 이해를 위한 많은 노력을 촉진했다.
압저항 효과 압저항 규소 소자
반도체의 압저항 효과는 저마늄, 다결정 규소, 비정질 규소, 단결정 규소 등 모든 종류의 반도체 재료를 사용하는 센서 소자에 활용되었다. 현재 규소는 집적 디지털 및 아날로그 회로의 선택 재료이므로 압저항 규소 소자의 사용이 큰 관심을 받고 있다. 이는 스트레스 센서와 양극성 및 CMOS 회로의 쉬운 통합을 가능하게 한다.
이것은 압저항 효과를 이용한 광범위한 제품을 가능하게 했다. 압력 센서 및 가속도 센서와 같은 많은 상업용 장치는 규소의 압저항 효과를 사용한다. 그러나 그 크기 때문에 규소의 압저항 효과는 단결정 규소를 사용하는 다른 모든 장치의 연구 개발에도 주목받았다. 예를 들어, 반도체 홀 효과 센서는 가해진 기계적 응력으로 인한 신호 기여를 제거하는 방법을 채택한 후에야 현재의 정밀도를 달성할 수 있었다.
압저항기는 압저항 재료로 만들어진 저항기로, 주로 기계적 응력 측정을 위해 사용된다. 이들은 가장 간단한 형태의 압저항 장치이다.
압저항 효과 압저항 규소 소자
압저항기는 다양한 압저항 재료를 사용하여 제조할 수 있다. 가장 간단한 형태의 압저항 규소 센서는 확산 저항기이다. 압저항기는 p- 또는 n-기판 내부에 간단한 두 접점 확산 n- 또는 p-웰로 구성된다. 이러한 장치의 일반적인 면 저항은 수백 옴 범위에 있으므로, 추가 p+ 또는 n+ 확산은 장치에 옴 접점을 용이하게 하는 잠재적인 방법이다.
규소 n-웰 압저항기 기본 요소의 개략적인 단면도.
MPa 범위의 일반적인 응력 값의 경우 저항 양단의 응력 의존성 전압 강하 Vr은 선형으로 간주될 수 있다. 그림에 표시된 x축에 정렬된 압저항기는 다음으로 설명할 수 있다.
여기서 , I, , , 는 각각 무응력 저항, 인가된 전류, 횡방향 및 종방향 압저항 계수, 그리고 세 가지 인장 응력 성분을 나타낸다. 압저항 계수는 결정학적 축에 대한 센서 방향과 도핑 프로파일에 따라 크게 달라진다. 간단한 저항기의 상당히 큰 응력 감도에도 불구하고, 특정 교차 감도와 단점을 제거하는 더 복잡한 구성에서 선호된다. 압저항기는 비교적 작은 상대 응력 의존성 신호 진폭 변화를 특징으로 하면서 온도 변화에 매우 민감하다는 단점이 있다.
규소에서 압저항 효과는 압저항기, 변환기, 압전-FET, 고체 가속도계 및 바이폴라 트랜지스터에 사용된다.
전기 전도성 포장 재료인 벨로스타트는 압저항 특성과 저렴한 비용으로 인해 취미 생활자들이 압력 센서를 만드는 데 사용된다.
압저항 효과 각주
Kanda, Yozo (1991). 《Piezoresistance effect of silicon》. 《Sensors and Actuators A: Physical》 28 (Elsevier BV). 83–91쪽. Bibcode:1991SeAcA..28...83K. doi:10.1016/0924-4247(91)85017-i. ISSN 0924-4247.
Smith, Charles S. (1954년 4월 1일). 《Piezoresistance Effect in Germanium and Silicon》. 《Physical Review》 94 (American Physical Society (APS)). 42–49쪽. Bibcode:1954PhRv...94...42S. doi:10.1103/physrev.94.42. ISSN 0031-899X.
폴리아나 원리
폴리아나 원리(Pollyanna principle) 또는 폴리아나주의(Pollyannaism) 또는 긍정성 편향(positivity bias)은 사람들이 불쾌한 것보다 즐거운 항목을 더 정확하게 기억하는 경향이다. 연구에 따르면 잠재의식 수준에서 마음은 낙관주의에 초점을 맞추는 경향이 있는 반면, 의식 수준에서는 부정적인 것에 초점을 맞추는 경향이 있다. 이러한 잠재의식적 편향은 바넘 효과와 유사하다.
폴리아나 원리 개발
이 이름은 1913년 엘리너 H. 포터가 쓴 소설 폴리아나에서 유래했는데, 이 소설은 모든 상황에서 기뻐할 일을 찾으려고 노력하는 "기쁨 게임"을 하는 소녀에 대한 이야기이다. 이 소설은 여러 차례 영화로 각색되었으며, 가장 유명한 작품은 1920년과 1960년에 개봉된 영화들이다. 심리학 문헌에서 "폴리아나"라는 이름이 처음 사용된 것은 1969년 부셰와 오스굿에 의해, 그들은 폴리아나 가설을 의사소통에서 부정적인 단어보다 긍정적인 단어를 더 자주 다양하게 사용하는 보편적인 인간의 경향으로 설명했다. 이러한 경향에 대한 실증적 증거는 대규모 텍스트 코퍼스에 대한 계산 분석을 통해 제공되었다.
폴리아나의 이야기는 고아가 되어 엄격하고 딱딱한 것으로 알려진 폴리 이모와 살게 된 어린 소녀에 대한 것이다. 이 환경에 처하게 된 폴리아나는 자신의 낙천주의를 유지하고 다른 사람들에게 전파하려고 한다. 이 사랑받는 문학 캐릭터의 이야기는 상황이 아무리 어려워 보일지라도 밝은 성격이 누구든 무엇이든 변화시킬 수 있다는 메시지를 전달한다.
폴리아나 원리 심리학적 연구 및 발견
폴리아나 원리는 1978년 마가렛 매틀린과 데이비드 스탱이 폴리아나의 원형을 사람들이 과거를 생각할 때 가지는 긍정적 편향을 묘사하는 심리학적 원리로 더 구체적으로 사용하여 설명했다. 폴리아나 원리에 따르면, 뇌는 불쾌한 정보에 비해 즐겁고 유쾌한 정보를 더 정밀하고 정확하게 처리한다. 사람들은 실제로 과거의 경험을 실제보다 더 장밋빛으로 기억하는 경향이 있다. 연구자들은 사람들이 긍정적인 자극에 자신을 노출하고 부정적인 자극을 피하며, 즐겁고 안전한 것보다 불쾌하거나 위협적인 것을 인식하는 데 더 오랜 시간이 걸리고, 실제보다 더 자주 긍정적인 자극을 접한다고 보고했다. 매틀린과 스탱은 또한 회상이 지연될 때 선택적 회상이 더 자주 발생하며, 지연이 길수록 선택적 회상이 더 많이 발생한다는 것을 밝혀냈다.
폴리아나 원리 심리학적 연구 및 발견
폴리아나 원리는 온라인 소셜 네트워크에서도 관찰되었다. 예를 들어, 서던캘리포니아 대학교의 컴퓨터 과학자 에밀리오 페라라가 수행한 일련의 연구에 따르면 트위터 사용자들은 긍정적인 정보를 더 많이 공유하고, 긍정적인 정보에 더 자주 감정적으로 영향을 받는 경향이 있다.
그러나 폴리아나 원리의 유일한 예외는 우울증이나 불안으로 고통받는 개인들인데, 이들은 우울증 현실주의나 부정적 편향을 가질 가능성이 더 높다.
폴리아나 원리 긍정성 효과
긍정성 효과는 원하는 결과를 얻지 못했을 때 상황을 건설적으로 분석하고, 미래의 발전에 도움이 되는 긍정적인 피드백을 여전히 얻는 능력이다.
실증 연구 결과에 따르면 긍정성 효과는 내부의 긍정적인 언어에 의해 영향을 받을 수 있으며, 건설적인 자기 대화에 참여하는 것은 도전적인 상황을 더 낙관적으로 인식하고 반응하는 능력을 크게 향상시킬 수 있다.
한 연구의 결과는 미래 지향적 사고의 낙관적 편향이 자기 계발 목적을 충족시키면서도 이러한 편향이 일화적이든 의미론적이든 다양한 미래 사고 영역에 걸쳐 공통적인 동기 부여 과정을 반영할 가능성이 있음을 시사한다.
귀인 현상으로서의 긍정성 효과는 사람들이 자신의 행동 원인을 평가할 때의 습관과 특성과 관련된다. 긍정적으로 귀인한다는 것은 사람의 본질적인 성향을 긍정적 행동의 원인으로, 주변 상황을 부정적 행동의 잠재적 원인으로 기꺼이 돌리는 것이다.
에밀리오 페라라의 두 연구는 트위터와 인스타그램과 같은 온라인 소셜 네트워크에서 사용자들이 긍정적인 뉴스를 공유하는 것을 선호하며, 부정적인 뉴스보다 긍정적인 뉴스에 두 배 이상 더 감정적으로 영향을 받는다는 것을 보여주었다.
폴리아나 원리 긍정성 편향
긍정성 편향은 사람들이 부정적이거나 현실적인 사고방식보다 긍정적인 것을 선택하는 이유를 설명하는 폴리아나 원리의 일부이다. 긍정 심리학에서는 이를 긍정적 환상, 자기기만, 낙관주의의 세 가지 개념으로 나눈다.
긍정성 편향은 나이가 들수록 증가하며, 어린아이들이나 청소년보다 노년기에 접어드는 성인에게 더 흔하게 나타난다. 노인들은 긍정적인 정보에 주의를 기울이는 경향이 있는데, 이는 인지 처리의 특정 초점 때문일 수 있다. 앤드류 리드와 로라 카르스텐센이 종합한 연구에서 그들은 노인들(젊은 성인들과 비교하여)이 부정적인 자료로부터 의도적으로 주의를 돌린다는 것을 발견했다.
폴리아나 원리 비판
폴리아나 원리는 일부 상황에서 유용하게 볼 수 있지만, 일부 심리학자들은 이 원리가 개인이 삶의 장애물에 효과적으로 대처하는 것을 방해할 수 있다고 말한다. 일부 경우에 폴리아나 원리는 "폴리아나 증후군"으로 알려져 있으며, 회의론자들은 이를 과도하게 긍정적이며 부정적이거나 현실적인 면을 보지 못하는 사람으로 정의한다. 치료나 상담과 관련하여 이는 치료사와 환자 모두에게 위험한 것으로 간주된다.
라쇼몽 효과
라쇼몽 효과(Rashomon effect)는 목격자의 신뢰할 수 없는 현상이다. 이 효과는 구로사와 아키라 감독의 1950년 일본 영화 라쇼몽에서 이름을 따왔는데, 이 영화에서는 한 살인 사건이 네 명의 목격자에 의해 네 가지 모순된 방식으로 묘사된다.
이는 영화에서 사건이 관련된 개인에 의해 모순된 해석이나 묘사로 주어짐으로써 동일한 사건에 대한 다른 관점과 시각을 제공하는 스토리텔링 및 글쓰기 방법으로 사용되어 왔다.
라쇼몽 효과 논의
이 용어는 상황에 대한 보고의 동기, 메커니즘 및 발생을 다루며, 사건에 대한 논란의 여지가 있는 해석, 사건 증거에 대한 의견 불일치, 그리고 인간의 지각, 기억 및 보고에서 주체성 대 객관성을 다룬다.
라쇼몽 효과는 현대 학술 맥락에서 "복잡하고 모호한 상황을 이해하는 데 필요한 인식론적 틀, 즉 사고, 인지, 기억 방식의 명명"으로 정의되어 왔다.
이 용어의 역사와 영화, 문학, 법학, 심리학, 사회학, 역사학에서의 변천사는 블레어 데이비스, 로버트 앤더슨, 얀 월스가 편집한 2015년 다수 저자 저서 "Rashomon Effects: Kurosawa, Rashomon and their legacies"의 주제이다.
발레리 알리아는 동일한 효과를 "라쇼몽 원리"라고 명명했으며, 1970년대 후반부터 이 변형을 광범위하게 사용했고, 1982년 저널리즘 정치에 관한 에세이에서 처음 발표했다. 그녀는 1997년 에세이 "라쇼몽 원리: 민족지학자로서의 저널리스트"와 2004년 저서 "미디어 윤리와 사회 변화"에서 이 용어를 발전시켰다.
라쇼몽 효과 논의
과학적 이해에서 이 원리의 유용한 시연은 칼 G. 하이더의 1988년 민족지에 관한 저널 기사에서 찾을 수 있다. 하이더는 이 용어를 사건 관찰자들이 실질적으로 다르지만 똑같이 그럴듯한 설명을 제시할 수 있는, 지각의 주체성이 회상에 미치는 영향을 지칭하는 데 사용했다.
퀸즐랜드 대법원의 The Australian Institute for Progress Ltd v The Electoral Commission of Queensland & Ors (No 2) 사건에서, 애플가스 판사는 다음과 같이 썼다:
라쇼몽 효과는 객관적인 진실보다는 주관적인 해석과 자기 이익적인 주장을 반영하여 당사자들이 사건을 다르고 모순된 방식으로 묘사하는 것을 말한다. 라쇼몽 효과는 사건이 소송의 결과일 때 명백하다. 양 당사자가 소송에서 승리했다고 주장할 때 놀라지 않아야 한다.
기억의 변덕스러움과 그것이 개인의 정체성과 이해관계에 어떻게 의존하는지는 미완성인 1963년 폴란드 영화 승객(1959년 라디오 드라마 기반)의 주제이기도 하다. 이 영화에서 아우슈비츠 생존자와 경비원은 나치 강제 수용소에서의 사건들을 다르게 회상한다.
양자 제논 효과
양자역학에서 빈번한 측정은 양자 제논 효과(Quantum Zeno effect)를 유발하며, 이는 시스템의 초기 상태에서 벗어나는 전이를 감소시켜 시스템의 시간 변화를 늦춘다.:5
때때로 이 효과는 "시스템은 당신이 지켜보는 동안 변할 수 없다"고 해석되기도 한다. 알려진 초기 상태에서 시스템을 충분히 자주 측정함으로써 시스템의 변화를 "정지"시킬 수 있다. 그 이후 이 용어의 의미는 확장되어, 시간 변화가 측정뿐만 아니라 다양한 원인에 의해 억제될 수 있다는 보다 기술적인 정의로 이어졌다. 즉, 양자 제논 효과는 측정, 환경과의 상호작용, 확률 과정 등 다양한 요인에 의해 제공되는 양자 시스템에서 유니터리 시간 변화의 억제를 의미한다. 양자 제논 효과 연구의 결과로, 적절한 대칭성을 가진 충분히 강하고 빠른 일련의 펄스를 적용함으로써 시스템을 양자 결어긋남 환경에서 분리할 수 있음이 분명해졌다.