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유리병 속에 에탄올(에틸알코올)과 진한 황산을 각각 넣고 흔들면 유리병의 벽을 타고 내리는 모양이 다르다. 에틸알코올은 비교적 깨끗이 내려가지만, 진한 황산은 끈적끈적하며 잘 내려가지 않는다. 액체의 이러한 성질을 점성이라고 한다. 점성을 엄밀히 측정하기는 상당히 어려운 일이지만, 굵기가 같은 가는 관을 같은 양의 액체가 타고 내리는 시간을 비교하면 점성이 큰 액체 쪽이 시간이 더 걸린다. 이때, 한쪽 액체를 표준으로 하여 시간을 재면 점성을 비교할 수가 있다. 점성은 온도가 올라가면 감소하는 것이 보통이므로 측정할 때는 온도를 일정하게 유지해야 한다. 오스트발트의 점도계를 사용하여 물을 표준으로 삼으면, 어떤 액체와 물의 점성의 비(비점성도)는 각각의 밀도를 d, dw, 점도계의 두 눈금 사이를 흘러내리는 시간을 t, tw라고 할 때 dt/dwtw로 구할 수 있다. 분자성 액체에서는 액체로 존재하는 온도 범위가 좁은 물질이 넓은 물질에 비해서 점성이 작다. 또, 분자의 구조가 복잡한 것은 점성이 크다. 물이나 알콜 등은 수소 결합이 있으므로 양상이 좀 다르다. 그리고 세상에서 가장 점성이 높은 액체는 피치이다.
표면장력.
표면장력(表面張力)은 액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려는 힘의 성질을 말하며 계면장력의 일종이다. 소금쟁이과와 같은 곤충이 물 위에 걸을 수 있게 도와 주는 것도 이 속성에서 비롯한다. 또 다른 예로 바늘 등의 금속 물질, 면도 칼날, 포일 조각과 같은 조그마한 물체들이 물 표면 위에 뜨는 것을 들 수 있다. 이는 모세관 현상과 밀접한 관계가 있다.
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미분의 기본 공식.
formula_1와 formula_2를 미분 가능한 함수라 하면
확장된 미분의 기본 공식.
고체(固體, )는 물질의 상으로 일정한 결정을 가지고 있어 힘이나 압력의 변화에도 모양이나 부피가 변하지 않는 상태를 말한다. 고체를 다루는 물리학 분야를 고체물리학이라고 한다. 고체에는 소금(염화나트륨)이나 눈의 결정처럼 매우 규칙적인 형태를 취하는 것과 유리나 고무처럼 형태가 불규칙한 덩어리로 되어 있는 것이 있다. 알려진 것 중 가장 가벼운 고체는 무게가 공기의 3배 밖에 되지 않는 에어로젤이다.
결정계.
액체를 냉각시키면 분자들의 운동이 느려지다가, 마침내 어떤 온도 이하에서는 분자들이 일정한 배열을 이루게 되고 자유로이 돌아다닐 수 없게 된다. 이런 분자(또는 원자)들의 규칙적인 배열의 결과로 평면들로 둘러싸인 모양을 가지게 된 균일한 물질을 결정이라고 한다. 예를 들어, 소금물을 증발시키면 소금이 작은 정육면체들로 석출되는데, 정사각형 평면들로 둘러싸인 이 정육면체들이 소금의 결정인 것이다. 또, 붕산의 결정은 육각형의 얇은 판자 모양이고. 명반의 결정은 팔면체이다. 이와 같이, 결정의 형태는 물질의 종류에 따라 정해져 있다. 그리고 이들 결정은 그 모양의 특징에 따라 몇 개의 그룹으로 분류된다. 지금 염화나트륨 결정(정육면체)의 중심을 지나 각각의 면에 수직인 축을 생각해 보자. 이것들을 a축, b축, c축이라 하고, b축과 c축이 이루는 각을 α, a축과 c축이 이루는 각을 β, a축과 b축이 이루는 각을 γ라고 하면, 염화나트륨 결정의 경우는 α=β=γ이고, 이 각은 모두 90°이다. 또 중심으로부터 각 면에 이르는 a축의 길이를 a, b축의 길이를 b, c축의 길이를 c라고 하면 a=b=c, 즉, 길이가 같은 3축이 직교하는 것이 된다. 이와 같은 성질은 정육면체가 아니라 정팔면체인 명반의 결정에서도 성립된다. 그리하여 이러한 성질을 가진 결정을 일컬어 정방정계(또는 등축 정계)라고 한다. 육각형 결정에서는 전체의 모양이 육각형이라고 하면 축(결정축)은 4개가 된다. 위·아래에 있는 정육각형의 중심을 지나는 축(c축)에 대하여 다른 3개의 축이 이루는 각은 직각이지만, 3개의 축은 서로 60˚의 각도로 교차하고 있다. 즉, 길이가 같은 3축이 60˚로 교차하고, 이들 축이 만드는 면에 길이가 다른 네 번째 축이 직교하고 있다. 이와 같은 성질을 가지는 결정을 정방정계라고 한다. 이와 같이, 축의 길이나 그것이 교차하는 각도의 유형에 따라 결정은 아래 그림과 같이 다음의 7가지 결정계로 나뉜다. ① 등방 정계 ② 정방 정계 ③ 사방 정계 ④ 단사 정계 ⑤ 삼사 정계 ⑥ 육방 정계 ⑦ 마름모 정계
결정의 구조.
결정이 규칙적인 모양을 하고 있는 것은 그것을 이루고 있는 입자(원자－분자－이온)가 규칙적으로 배열되어 있기 때문이다. 지금 이 입자가 각각 크기가 같은 구체라 가정하고, 그 배열 방법을 생각해 보자. 공간에 빈틈없이 배열하는 데에는 위그림과 같이 두 가지 방법이 있다. 그림의 A와 B를 비교하면 B쪽이 더 빽빽이 배열되어 있다. 그래서 B와 같이 배열하여 첫 번째 층을 a, 두 번째 층을 b라고 하자. 그 위에 세 번째 층을 만드는데, 이때도 배열 방법에는 두 가지가 있다. 즉, 세 번째 층의 구체가 첫 번째 층의 구체의 바로 위에 겹치도록 배열하는 경우와 겹치지 않도록 배열하는 경우가 그것이다. 겹치게 배열한 경우를 육방 밀집 구조라고 하는데, 이것은 육방 정계의 구조가 된다. 또, 겹치지 않도록 배열한 경우를 입방 밀집 구조라고 하는데, 이것은 등방 정계의 구조가 된다. 금속의 결정 중에서 금·은·구리·알루미늄 등은 입방 밀집 구조를 취하고, 마그네슘·아연 등은 육방 밀집 구조를 취하고 있다. 나트륨이나 칼륨은 정육면체의 8개의 모서리와 중심에 구체가 있는 체심 입방 구조를 취하고 있는데, 이것은 입방 밀집 구조에 비해서 틈이 좀 더 벌어져 있다. 입방 밀집 구조를 비스듬히 옆으로 누이면 정육면체의 각면의 중심에 구체가 하나씩 들어간 면심 입방 구조가 된다. 이와 같이, 구체가 일정한 규칙에 따라 입체적으로 배열된 것을 공간 구조라고 한다. 공간 구조의 종류는 14종인데, 등축 정계에는 단순 입방 구조, 면심 입방 구조, 체심 입방 구조의 3종류, 육방 정계에는 육방 밀집 구조가 있다. 이 밖에 정방 정계에는 체심 정방 구조 외에 1종, 사방 정계에는 면심 사방 구조 외에 3종, 단사 정계에는 2종, 삼사 정계·마름모 정계에 각각 1종의 구조가 존재한다.
비결정성 고체.
황가루를 시험관에 넣고 가열하여 녹인 것을 깔때기에 얹은 거름종이 위에 붓고 냉각시킨다. 거의 굳었을 때 거름종이를 펴면 황이 바늘 모양으로 결정(단사 정계)되어 있는 것을 볼 수 있다. 또, 황 가루를 이황화탄소에 녹여서 서서히 증발시키면 거의 팔면체인 결정(사방 정계)이 생긴다. 이에 대하여, 황 가루를 가열하여 녹인 다음 물속에 넣어서 갑자기 냉각시키면 거무스름한 덩어리가 되며 잡아당기면 고무처럼 늘어난다. 그리고 얼마 후에는 굳기 시작한다.이 상태에서 황은 결정을 이루지 않았으므로 비결정성이라고 한다. 그 까닭은, 황을 천천히 냉각시키거나 용액에서 용매를 증발시킬 경우에는 황의 원자가 규칙적으로 배열할 시간적 여유가 있으므로 결정을 이루게 되고 시간이 지남에 따라 성장해 가지만, 갑자기 냉각시키면 원자가 규칙적으로 배열할 시간적 여유가 없어 액체 때의 불규칙한 배열 그대로 고체가 되기 때문이다. 비결정성 황은 오랫동안 방치해 두면 사방 정계의 결정이 된다. 비결정성 고체의 대표적인 것은 유리이다. 보통의 유리는 700-800°C로 가열하면 녹지만, 냉각시키면 그 성분인 규소 1원자와 산소 4원자가 만들고 있는 정사면체가 공간적으로 무질서하게 배열되어 그물처럼 이어지기 때문에 비결정성이 된다고 한다. 그리고 비결정성 고체는 내부에서 입자가 결합하는 힘도 고르지 않기 때문에 일정한 녹는점을 보이지 않는다. 비결정형 상태를 '유리상태'라고도 한다.
플라스마()는 물리학이나 화학 분야에서 디바이 차폐()를 만족하는 이온화된 기체를 말한다. 고체, 액체, 기체에 이어 4번째 상태로 원자핵과 자유전자가 따로따로 떠돌아다니는 상태이다. 자유 전하로 인해 플라스마는 높은 전기전 도도를 가지며, 전자기장에 대한 매우 큰 반응성을 갖는다. 우주에 존재하는 물질의 99%가 플라스마로 이루어져 있다(물론 암흑물질과 암흑에너지를 제외하고). 물리적으로, 플라스마는 전기전 도도를 가지는 전하를 띤 입자들의 집합체로, 외부 전자기장에 집합적으로 반응한다. 플라스마는 일반적으로 중성 기체와 같은 집합체 또는 이온 빔의 형태를 취하지만, 티끌을 포함하기도 하며, 이러한 플라스마를 티끌 플라스마()라 한다.
플라스마는 윌리엄 크룩스에 의해 1879년에 방전관에서 처음으로 확인되었고, 당시 그는 이것을 발광물질이라고 칭했다. 영국의 물리학자 조지프 존 톰슨은 1897년에 크룩스 관()으로 음극선에 대하여 연구하였고, 1928년 어빙 랭뮤어는 "플라스마"라는 용어를 최초로 다음과 같이 정의하였다.
정의 및 성질.
모든 이온화된 기체를 플라스마라고 하지는 않는다. 플라스마는 이온화 된 기체 중 집단적인 움직임을 보이는 극성과 비극성 입자들로 이루어진 준중성(Quasi neutrality)의 기체를 특별히 부르는 말이다. 준중성이란 용어는 디바이 차폐와 연관되어 있다.
여기서 집단적인 움직임이란 외부의 전자기장에 따른 플라스마 내부 입자들이 움직이면서 만드는 국소적인 전자기장에 따른 움직임도 포함한다. 이렇게 국소적으로 만들어진 전자기장은 다른 부분의 입자들에 영향을 미친다.
일반적으로 전기장은 역제곱 법칙을 따라 감소한다. 하지만 플라스마의 경우 감소 효과가 작아 비교적 먼 거리까지 전기장이 영향을 미친다. 이런 경우 국소적인 범위 내에서 상호작용뿐만 아니라 먼 거리에서의 상호작용도 일어난다. 위에서 말한 "집단적인 움직임"이란, 플라스마의 운동이 국소적인 상태뿐만 아니라 먼 거리의 상태까지 영향을 받는 운동이다.
사하 이온화 방정식.
우리 주변에서는 플라스마 상태의 물질을 쉽게 찾아볼 수 없는데, 그 이유는 사하 이온화 방정식()에서 찾아볼 수 있다. 사하 이온화 방정식에 따르면, 온도 formula_1에서 열적 평형에 있는 기체는 다음의 방정식을 만족한다.
여기에서 formula_3, formula_4 은 각각 이온화된 원자와 중성 원자의 밀도(단위 부피당 입자 수)를 뜻하고, formula_5는 단위 부피당 전자 개수밀도이며, formula_6는 볼츠만 상수, 그리고 formula_7는 기체의 이온화 에너지를 말한다. 지구의 조건을 대입해 이 값을 계산하면 formula_8에 가까운 비율이 나온다. 아주 높은 온도에서만 유의할 만한 비율이 나오기 때문에 플라스마를 물질의 기본적인 세가지 상태인 기체, 액체, 고체, 초임계 상태와 더불어 다섯번째 상태로 취급한다. 사하 이온화 방정식에 대한 자세한 이해는 필요는 없으나, 플라스마를 이해하기 위해 대략적인 물리적 의미는 알 필요가 있다. 이온화가 되기 위해선 에너지가 큰 원자가 충돌을 해 전자를 떼어내야 한다. 사하 이온화 방정식에서 지수 부분은 이런 에너지가 큰 원자가 빠르게 감소하는 것을 보여준다. 원자가 이온화되면 다시 안정된 상태로 돌아가기 위해서 전자와 결합해야한다. 결합률은 전자의 밀도에 비례해서 전자의 밀도가 클수록 원자는 빠르게 안정한 상태로 결합한다. 따라서 사하 이온화 방정식에서 formula_5항이 분모에 들어가게 된다.
플라스마의 온도.
플라스마에 대해 좀 더 알아보기 전에 온도에 대한 정의가 필요하다. 열평형에 있는 입자의 속력 분포는 맥스웰-볼츠만 분포를 따른다. 1차원의 맥스웰-볼츠만 분포 식은 다음과 같다.
여기서 밀도 formula_11 을 formula_12를 적분한 값으로 정의한다.
상수 formula_14 값은 밀도 formula_11과 관계된 값이다.
속력 분포는 온도와 관련되어 있다. 온도의 정확한 의미를 알기 위해 입자의 평균 운동 에너지를 구해보자.
3차원에서 에너지 분포는 1차원에서와 같은 방식으로 구해보면 formula_18라는 결과가 나온다. 일반화 시키면 차원의 자유도가 증가할 때마다 formula_19 만큼 평균 에너지가 증가함을 알 수 있다. 이러한 결과들은 온도와 평균 에너지가 관계가 있음을 보여준다.
플라스마 내부에는 다양한 온도가 존재한다. 이것은 이온 간의 충돌과 전자 간의 충돌이 일어날 확률이 이온과 전자가 충돌할 확률보다 높기 때문에 나타난다. 따라서 각각의 입자간의 충돌 횟수에 따라 이온과 전자는 다른 온도를 갖는다. 또한 같은 입자라고 하더라도 다른 속력 분포를 나타낼 수 있다. 자기장이 일정한 방향으로 걸린 경우 자기장의 나란한 방향과 수직한 방향의 속도가 달라서 각각의 방향에 따라 온도가 다르다.
디바이 차폐.
플라스마는 외부에서 걸어준 전위를 차폐시킨다는 특징이 있다. 이를 디바이 차폐()라고 한다. 플라스마 내부에 두 개의 대전된 구를 넣어 전기장을 만드는 경우를 가정해보자. 두 구는 외부 전지에 의해 전위가 유지되는 상태이다. 두 구는 반대 전하를 주변으로 끌어들여 전기장을 상쇄시킨다. 만약 플라스마의 온도가 낮은 경우라면 열에 의한 충돌이 없어, 전기장을 완벽히 상쇄시킨다. 따라서 외부에서 전기장은 0이 된다.
하지만 온도가 충분히 크다면 차폐가 완벽하게 일어나지 않는다. 이 경우 구를 둘러싼 전하 구름의 가장자리에서 전하는 전자기 퍼텐셜을 벗어날 정도의 에너지를 갖는다. 결국 전하 구름의 가장자리는 열 에너지 formula_20와 전기적 위치 에너지가 같아지는 지점에 형성된다.
이를 바탕으로 전하 구름의 두께를 계산해보자. 퍼텐셜 formula_21 가 formula_22 인 평면에서 formula_23 라는 일정한 값으로 고정되어 있을 때 formula_24를 계산한다. 계산상 편의를 위해 이온이 전자에 비해 질량이 매우 커서 움직이지 않는다고 가정한다.
아주 먼 거리에서의 밀도를 formula_26 라고 표현하면 formula_27 로 대체할 수 있다.
이 함수를 formula_30 인 경우에서 formula_31에 대해 적분한다. formula_32 임을 상기하면
이는 formula_37 가 큰 영역에서는 간단한 형태로 전개하기 어렵다. 하지만 이 영역은 전하 구름의 두께에 큰 영향을 미치지 않으며, 전위가 급격히 떨어진다. 테일러 급수에서 1차 항만 남기면 formula_38를 얻을 수 있다.
전자의 밀도가 증가하면 단위 면적 당 전자수가 증가하게 돼서 디바이 길이는 감소한다. 또한 열 에너지가 증가할수록 디바이 길이는 증가한다. 열 에너지가 작은 경우는 결합에 의해 전하 구름이 매우 얇아지기 때문에 디바이 길이는 열 에너지에 비례한다. 열 에너지에서 온도를 formula_42로 사용한 이유는 전자의 운동이 훨씬 더 활발하기 때문이다. 따라서 전자에 의해 차폐가 일어나기 때문에 전자의 운동이 차폐를 결정한다.
준중성은 이를 통해 정의할 수 있다. 만약 플라스마의 크기가 formula_41 보다 매우 크면 국소적인 전하의 밀집이나 외부 퍼텐셜에 의해 플라스마 내부에 생긴 전자기장이 완벽하게 차폐되지 않는다. 차폐가 되지 않는 나머지 부분에서 formula_44는 매우 작고 formula_45가 성립한다. 전하가 약간만 불균형을 이뤄도 formula_46에 비례하는 퍼텐셜이 생긴다. 플라스마가 준중성이란 뜻은 전자의 밀도와 이온의 밀도가 거의 비슷하지만 모든 전자기력이 상쇄되지 않을 정도로 중성을 띈다는 말이다. 즉, 이온화 된 기체를 플라스마라고 부를 수 있는 기준은 formula_41가 플라스마의 전체 크기보다 매우 짧을 때이다.
플라스마의 기준.
디바이 차폐는 충분히 많은 입자가 있는 경우에 적용된다. 만약 한두 개의 입자만 존재하는 경우 디바이 차폐는 의미가 없어진다. 이 사실과 formula_48를 통해 formula_49이라는 조건을 얻을 수 있다. formula_50는 디바이 길이를 반지름으로 하는 구 안의 입자 수를 뜻한다.
이온화 된 기체가 플라스마인지 아닌지 구분하는 세 번째 기준은 충돌과 관련되어 있다. 제트 엔진에서 방출되는 이온화 된 기체는 중성 원자와 많이 충돌을 하기 때문에 일반적인 유체역학의 법칙을 따른다. formula_51 가 특정한 플라스마 진동의 주기이고 formula_52 가 중성 입자끼리의 충돌 사이의 평균 시간 간격이라고 하면 formula_53 인 경우에 플라스마라고 한다.
플라스마는 밀도가 기체와 액체의 중간 상태여서 수학적으로 분석하기 어렵다. 물 같이 밀도가 큰 액체는 유체 역학에서 적용되는 방정식을 통해 움직임을 이해할 수 있다. 반대로 밀도가 아주 작은 기체는 단일 입자의 운동으로 간주할 수 있다. 하지만 플라스마는 밀도가 큰 유체의 성질을 가질 때도 있고, 단일 입자와 같은 성질을 가질 때도 있다.
플라스마에 대해 이해를 하기 위한 첫 단계는 단일 입자가 전자기장에 있을 때 어떻게 운동을 하는지 알아보는 것이다. 플라스마를 입자 하나하나로서 분석함으로써 토카막에 플라스마를 가두는 방법에 대한 이해를 할 수 있다.
대전된 입자는 전기장과 자기장 속에서 힘을 받게 된다. 질량 formula_57 , 전하량 formula_58 인 입자가 전기장 formula_59 , 자기장 formula_60 안에서 속도 formula_61 로 움직일 때 받는 힘은 로런츠 힘이라고 하여 잘 알려져 있다.
전기장이 없는 경우.
자기장 formula_60 에 의해 입자는 원 모양의 궤도를 따라 움직인다. 이를 수식으로 표현하면
위 식에서 formula_57 은 입자의 질량, formula_58는 입자의 전하량을 뜻한다.
자기장 formula_67의 방향을 formula_68 이라고 정하면(formula_60 = formula_70), 다음과 같은 방정식을 얻을 수 있다.
위 방정식들로부터 formula_74, formula_75, formula_76에 대한 2차 미분 방정식을 얻는다.
그렇다면 식 formula_81, formula_82 에 대한 해는 다음과 같다.
formula_86, formula_87의 상(phase) formula_88를 다음 식이 성립하도록 정하고,
라모 반지름() formula_91을 formula_92 로 정의하면 식 formula_93, formula_94를 양변 적분했을 때 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.
위의 결과는 formula_86-formula_87 평면에서 봤을 때 입자가 formula_99를 중심으로 원운동을 하고 있는 모습을 나타낸다. 이 때 원운동의 중심을 길잡이 중심()이라고 부른다.
전하를 띤 입자가 궤도를 따라 운동하면 자기장을 생성하는데 이 자기장의 방향이 맨 처음 입자들에게 걸어줬던 자기장 formula_60와는 정반대 방향이다. 플라스마 입자들이 자기장을 줄여주는 효과를 나타내며, 이 때문에 플라스마는 반자성을 띤다.
위에서와 마찬가지로 자기장 formula_60의 방향을 formula_68으로 정하고 전기장 formula_59 이 formula_86-formula_106 평면 위에서만 움직인다고 설정한다.
위 식에서부터 formula_86, formula_87, formula_106 성분을 각각 구하면
formula_118는 다음을 만족할 때의 속도를 말한다.
즉, formula_118의 수직한 성분에 대해 정리하자면 formula_122이다.
특히 formula_123 가 중력에 해당하는 경우는 ( formula_126 )
일정하지 않은 자기장에 대한 운동 ( E = 0 ).
사실은 자기장이 일정하지 않을 때의 운동을 다루는 것은 정확한 해를 가지고 있지 않다. 시간에 대해서는 변하지 않으나 공간에 대한 함수로 나타낼 수 있을 때, 즉 자기장이 공간에 대해 일정하지 않을 때는 입자의 움직임이 영향 받을 수 있는 요인을 formula_128 와 자기장의 휘어짐, 두 가지로 나누어 고려한다.
자기력선이 모든 공간에서 직선이고 formula_129 방향으로 자기력선의 밀도만 증가하는 상황이라고 해보자. 자기장의 기울기에 의해서 입자에 힘이 가해진다. 그 자기력을 다음과 같이 formula_129 에 대한 함수로 나타낼 수 있다.
위 테일러 전개가 타당하기 위해서는 formula_133 이어야 한다. 여기서 formula_134 은 자기장의 변화가 의미가 있을만한 크기의 단위 길이를 말한다.
자기력의 크기를 회전 1회 동안 평균을 내면, formula_135의 값이 1/2 이므로
유체로서의 플라스마.
플라스마에서 전기장과 자기장은 내부 전하들의 움직임에 의해 결정된다. 따라서 내부 전하들의 움직임에 따라 만들어지는 전기장과 자기장을 계산하고 다시 그로 인해 움직이는 경로를 구해야 플라스마의 움직임을 알 수 있다. 이 과정은 시간이 변함에 따라 이루어지기 때문에 시간도 고려를 해야 한다. 이는 일반적인 전하의 움직임을 계산하는 것보다 훨씬 복잡하다.
플라스마를 구성하는 입자들이 복잡한 경로를 따라 움직인다면 플라스마의 움직임을 예측하는 것은 거의 불가능 할 것이다. 하지만 대략 80%의 플라스마 현상은 비교적 쉬운 방법으로 해석을 할 수 있다. 이 방법은 유체 역학처럼 각각의 입자는 무시하고 전체의 움직임만 고려하는 것이다. 물론 플라스마에서 유체는 대전되어 있고, 입자들의 충돌이 다른 유체와 다르게 주기성이 없다는 차이가 있다.
플라스마를 유체로서 근사하자면, 플라스마를 두 개 이상의 유체로 이루어진 유체로 간주한다. 간단한 예로, 한 종류의 이온만 있는 경우 이온화 된 기체와 전자라는 두 가지 유체로 이루어진 유체로 볼 수 있다. 이때 각각은 독립적으로 서로 관통하는 유체로 고려해서 방정식을 세워 움직임을 예측한다. 부분적으로 이온화 된 경우 이온화 되지 않은 중성 기체 분자도 한 종류의 유체로 간주한다. 이온과 전자로 이루어진 유체는 서로 충돌과 전자기력에 의해 상호작용을 하며 중성 원자는 충돌로 다른 유체들과 상호작용을 한다.
우선 충돌과 열 운동이 없는 상태를 가정하자. 유체를 이루는 물질들은 같은 방향으로 움직이고, 평균 속도 formula_144는 각각의 입자의 속도 formula_61와 같을 것이다. 이를 단일 입자의 운동 방정식에 적용시키면
여기서 formula_147 은 플라스마의 밀도를 말한다. 하지만 이 식은 풀기 쉬운 형태가 아니다. 우변에서 미분은 입자의 위치에 대한 미분이다. 이보다는 유체의 입자들은 공간에 고정된 상태의 방정식을 푸는 것이 편하다.
변수들을 고정된 좌표계에서의 값으로 변화시키기 위해 함수 formula_148를 생각해보자. formula_148는 1차원에 대한 유체의 임의의 성질이다. 이를 미분하면 축의 시간에 따른 변화를 얻게 되며, 축은 유체와 같이 움직이기 때문에 실제로는 유체의 시간에 따른 미분과 같은 결과를 내게 된다.
우변의 첫 항은 고정된 점에서 시간에 따른 formula_151의 변화율이다. 두 번째 항은 유체와 함께 이동하는 관찰자가 보는 formula_151의 시간에 따른 변화율이다. 3차원에서 이 식을 일반화하면
formula_151 에 유체 속도 formula_144를 대입하면 유체의 운동방정식은 아래와 같이 변한다.
열 운동을 고려하면 압력에 의한 항이 위 식의 우변에 추가되어야 한다. 이 힘은 입자들의 무작위 운동에 의해 일어나며 단일 입자의 운동에서는 나타나지 않는다. 유체가 등방성을 갖고, 각각의 축에서 운동량의 변화는 그 축에서만 일어난다고 가정을 하면 다음 식을 얻을 수 있다.
압력 formula_158는 formula_159 로 정의한다.
하지만 실제로 압력은 한 축에만 작용하지 않는다. formula_160에서 formula_87 축의 속력이 0이며 그 주변에서는 속력이 존재하고 위쪽 방향이라고 하자. 그러면 A와 B 면으로 입자들이 이동을 하면서 formula_87축에서 위쪽을 향하는 운동량을 얻게 된다. 그로 인해 전체 유체의 formula_87축 운동량은 증가하게 된다. 이런 변형력은 스칼라인 formula_158 로 나타낼 수 없어 텐서 formula_165를 사용해 기술을 해야한다. formula_165의 성분 formula_167는 formula_168 로 정의하며 위 식의 formula_169는 formula_170로 대체할 수 있다.
중성 기체가 있는 경우면 극성을 띄는 유체는 운동량을 충돌을 통해 전달한다. 충돌에 의해 잃는 운동량은 상대 속도 formula_171에 비례할 것이다. 여기서 formula_172는 중성 기체의 속도이다. 만약 충돌 사이의 평균 자유 시간 formula_52가 일정하다면, 그로 인해 발생하는 힘은 formula_174가 된다. 변형력과 중성 입자와의 충돌을 고려해 운동 방정식을 일반화하면 다음과 같다.
이 식은 전자기력과 서로 다른 종류의 입자간 충돌을 제외한 경우 플라스마의 운동 방정식과 같은 형태이다. 점성에 관한 항인 formula_177 은 자기장이 없는 상태에서 formula_178항과 같아진다. 즉, 나비에-스토크스 방정식과 플라스마의 운동 방정식은 전자기력에 관한 항만 빼면 같다.
어빈 랭뮤어는 실험적인 관측으로 플라스마의 유체 이론이 근사적으로 성립함을 증명하였다. 정전기 검출기를 이용한 실험에서 랭뮤어는 전자의 분포도가 충돌이 없음에도 맥스웰-볼츠만 분포에 가까움을 알아냈다. 이 현상은 랭뮤어 역설()이라고 알려져 있으며, 고주파 진동에 잘 맞는다.
플라스마를 유체로 근사할 수 있는 다른 이유는 자기장 때문이다. 자기장이 존재할 경우 자기장이 입자 사이 충돌과 비슷한 효과를 만들어낸다. 전기장이 존재한다면 입자들은 가속을 하게 된다. 만약 입자가 충돌을 하게 되면 전기장 크기에 비례하는 종단 속력을 갖게 될 것이다. 자기장이 존재하는 경우에도 플라스마가 회전을 하게 만들어 일정한 흐름을 만들어 낸다. 이런 원인으로 실제로 충돌이 없는 플라스마도 충돌을 하는 유체와 비슷한 운동을 한다. 물론 자기장에 나란한 방향으로는 입자들이 자유롭게 움직인다. 이런 경우에는 유체로 근사가 힘들다. 따라서 자기장과 수직한 경우엔 유체 이론이 좋은 근사가 된다.
연속 방정식.
물질은 보존되기 때문에 formula_179 라는 공간에 있는 formula_180 개의 입자는 이 공간을 둘러싼 면적 formula_181를 통과하는 플럭스가 있어야 내부 입자의 양이 변하게 된다. 입자의 플럭스 밀도는 formula_182이기 때문에 발산 정리를 이용하면,
와 같은 방정식을 만족한다. 이를 연속 방정식이라고 한다. 플라스마의 구성 물질에 따라 각각 다른 연속 방정식을 갖는다.
상태 방정식.
formula_186는 상수이며 formula_187는 등압 비열용량과 등적 비열용량의 비율이다. 따라서 formula_188는 다음과 같이 주어진다.
등온 팽창에서 formula_190 는
이며 formula_192는 1이다.
단열 팽창에는 formula_20 가 변하며 formula_194는 1보다 큰 값을 갖는다. 만약 formula_180개의 자유도가 주어진다면 formula_194 는
이다. 이 방정식을 만족하려면 열전도를 무시할 수 있어야 한다. 즉, 열전도율이 작아야 한다. 이는 자기장에 평행할 때 보다 수직인 경우에 더 가깝다.
유체 방정식.
더 이상 단일 입자의 운동은 고려하지 않기 때문에 formula_61를 대신 유체의 속도 formula_144로 나타낼 수 있다. 충돌과 점성을 고려하지 않도록 하면 유체를 나타내는 방정식들은 아래와 같다.
벡터를 3개의 스칼라 성분으로 나누면 이 방정식들에는 16개의 미지수가 있으며 18개의 스칼라 방정식이 있다. 하지만 8번과 6번 식에 발산정리를 이용하면 5번과 8번 식을 얻을 수 있기 때문에 2개의 식은 필요가 없다. 이 16개의 식과 16개의 미지수를 이용하면 유체로 근사한 플라스마의 운동을 해석할 수 있다.
플라스마는 formula_147 과 formula_210 라는 변수로 특징을 지을 수 있다. 플라스마의 응용 분야는 다양한 값의 formula_147 과 formula_212를 사용한다.
기체 방전.
어빙 랭뮤어와 통크스() 등이 1920년대에 최초로 플라스마를 이용하였다. 그들의 연구에서 진공관은 큰 전류를 흘려보내야 해서 이온화된 기체를 사용해야 됐다. 이들이 사용했던 플라스마는 에너지와 밀도가 작았다. 차폐현상은 이 실험을 통해 발견되었다. 최근에 기체 방전은 용접, 네온 사인 등에 사용된다.
제어 열 핵융합.
현대 플라스마 물리는 1952년도에 시작되었다. 이 시기에 플라스마 물리의 목적은 수소 폭탄에서 핵융합 반응을 조절한 반응로를 만드는 것이었다. 중수소(D)와 삼중수소 (T)가 포함된 핵심적인 반응은 다음과 같다.
가속된 중수소는 핵융합 반응을 거치기 전에 산란되며 에너지를 잃어 수소 폭탄이 제대로 작동하지 않게 된다. 이 때문에 수소폭탄을 제대로 작동시키기 위해서 열 에너지가 formula_216 근방이 되도록 플라스마를 유지시켜야 한다. 이런 플라스마를 가열하고 보관해야 하는 문제들은 1952년 이후 플라스마 물리가 빠르게 발전하는 원동력이 되었다. 이 문제는 여전히 풀리지 않았으며, 대부분의 플라스마 물리 연구는 이 문제를 푸는데 초점을 맞추고 있다.
고상돈(高相敦, 1948년 12월 28일 ~ 1979년 5월 29일)은 과거 대한민국의 산악인이었다. 세계 최고봉 에베레스트 산(8,848m)를 등정한 최초의 한국인이다. 본관은 제주(濟州)이며 제주특별자치도 제주시에서 출생하였고 충청북도 청주시에서 성장하였다.
청주대학교 경영학과 2학년을 마치고 중퇴하였다. 청주대학교 시절, 산악반에서 전문적 등반 훈련을 받았었다. 중퇴 후 청주 연초 제조창에서 근무하기 시작하며 직장 내에 '상당 산악회'를 조직해 활동하였다.
1970년 3월에는 대한 산악 연맹 회원으로 활동을 시작했고, 1974년~1977년까지 에베레스트 산 원정대 훈련에 참가하였다. 1975년엔 제1차 정찰대로 에베레스트 산 현지 훈련에 참가하고 1977년, 에베레스트 산 원정대 정규 대원으로 선발된다.
1971년 네팔 정부에 입산허가서를 제출한 지 6년 만인 1977년에 등반할 수 있었고, 그해 9월 15일 낮 12시 50분 에베레스트 산을 한국인 최초로 등정하였다. 우리나라는 세계에서 여덟번째로 에베레스트를 등정한 국가가 되었다. 당시 고상돈이 한 말은 “여기는 정상. 더 오를 곳이 없습니다”였다. 정상의 눈을 손으로 파헤친 뒤 성서(성경) 한 권하고 사진 석 장을 묻음으로써 먼저 간 동료들을 추모했다고 한다.
1979년 알래스카 산맥의 디날리산(6194m) 원정대에 참가하여 같은 해 5월 29일 등정에 성공하였으나, 하산 도중 이일교와 함께 해발 6,000미터 지점에서 1,000m 아래의 가파른 절벽 아래로 추락하여 30세의 젊은 나이로 사망하였다. 박훈규는 운이 좋게도 목숨은 건졌으나, 심한 동상으로 발가락 모두와 7개의 손가락을 절단하는 중상을 입었다.
한라산 해발 1,100m 고지에 묘소가 있다. 그가 죽은 후, 고상돈대원 기념사업회가 조직되어 해마다 추모사업을 벌이고 있다. 2002년 6월 중순에 에베레스트 산에서 청소 활동을 벌이던 단체에 의해 고상돈 원정대의 깃발이 발견되었는데, 깃발에는 '77 K.E.E(77: 등반연도, K.E.E: Korea Everest Expedition)'라고 씌어 있다.
여수고등학교(麗水高等學校)는 대한민국 전라남도 여수시 수정동에 있는 공립 고등학교이다.
손민한(孫敏漢, 1975년 1월 2일 ~ )은 대한민국의 야구 선수 출신 야구 지도자이다. 현역 시절 KBO 리그의 롯데 자이언츠와 NC 다이노스 소속으로 투수로 뛰었다. 대한민국 야구 국가대표팀의 선수로 활약해 2000년 하계 올림픽에서 동메달을 획득했으며, WBC, 아시안 게임에도 참가해 메달을 획득했다.
아마추어.
부산고등학교 2학년 때인 1991년 제 43회 화랑대기 전국고교야구대회에서 염종석, 주형광 등과 함께 부산고등학교의 우승을 이끌었다. 3학년이던 1992년에는 세계청소년야구선수권대회에 국가대표팀으로 선발됐으나 메달을 획득하지 못했다.
이후 1993년 고려대학교 체육교육학과에 진학했다. 1995년에는 아마야구 최우수선수상을 수상했다.
롯데 자이언츠.
1997년 신인 드래프트에서 롯데 자이언츠는 부산고등학교 동기이자 고려대학교 체육교육학과 시절까지 배터리로 함께한 포수 진갑용과 그 중 누구를 선택할지 고심하다가 투수인 그를 지명했다. 진갑용은 웨이버 방식으로 진행된 2차 지명에서 전년도 최하위였던 OB 베어스의 2차 1순위 지명을 받았다. 1996년 12월 20일에 입단식을 가졌으며, 계약금 5억원, 연봉 2,000만원에 계약했다. 이 액수는 당시 임선동(7억)에 이어 차명주(5억)와 함께 역대 두 번째로 많은 계약금이었다. "프로에 적응력을 키우는 것이 최우선이고 팀 전력에 도움을 줄 수 있는 선수가 되도록 노력하겠다."라고 소감을 밝혔다.
입단 초기에는 같은 해에 입단한 문동환과 함께 미래의 에이스 후보로 떠올랐다. 그러나 입단 첫 해 개막전에 등판하여 끝내기 폭투를 범해 데뷔 전에서 패전 투수가 됐고, 이후 3년간 부상으로 이렇다 할 활약은 하지 못하고 4년째인 2000년에 12승을 올려 간신히 기대에 부응했다. 시드니 올림픽 대표팀으로 발탁돼 팀이 동메달을 획득해 병역 혜택을 받았다.
2001년에는 신윤호와 함께 15승(신윤호는 구원으로만 15승, 그는 선발로만 15승)으로 최다승 및 승률왕 타이틀을 획득했다. 그러나 2002년과 2003년에 또 다시 부진에 빠져, 한 자릿수 승에 그쳤다. 2004년 전반기에는 마무리 투수로 활약했으나 8세이브에 그쳤다. 그러나 2004년 7월 12일 박석진, 김대익과의 트레이드로 노장진, 김승관이 입단해 노장진이 마무리를 맡게 되자 2004년 후반기부터 다시 선발로 전향해 9승을 기록했다.
2005년에 18승을 거두며 최다 승, 평균 자책점 1위를 기록했고, MVP를 수상했으며 17선발승으로 1986년 선동열과 함께 정규 시즌 MVP 최다 선발 승 타이 기록을 세웠지만 다음 해 류현진(18선발승), 2007년 리오스 (22선발승)에 의해 갱신됐다.
포스트 시즌에 진출하지 못한 팀에서 MVP가 나온 사례는 KBO 리그 최초였다. 이때부터 '전국구 에이스'라고 불렸다. 2006년 WBC 국가대표팀에 선발됐고, 미국전에서 선발 등판해 승리 투수가 됐다.
2008년 시즌에는 리그에서 가장 많은 QS(21회)와 QS+(18회)를 하고도 계투진의 난조와 타선의 지원 부족으로 단 12승밖에 거두지 못하는 불운을 겪었다. 2008년 시즌 후 FA 자격을 얻어 잔류했다.
또한 2009년 WBC 대표팀의 주장으로 뽑혔다. 하지만 결승전까지 단 1경기에도 등판하지 않았는데, 그 이유는 컨디션 난조 때문이었으며 실제로 그는 그 때 어깨가 좋지 않았다. 이를 본 팬들은 "그가 실종됐다"는 패러디성 유머를 만들어 희화화하기도 했다. 2009년 시즌 개막 후 그가 회장으로 있던 선수협의 노조 결성 논란으로 인해 출전이 없었다가, 7개월만에 2009년 6월 7일 두산 베어스전에 등판해 6이닝 무실점으로 팀의 영봉승을 이끌어 냈다. 같은 해 6월 26일에 한화 이글스전에서 역대 20번째 통산 세 자릿수 승을 기록했다.
그러나 그는 2009년 WBC 때부터 안 좋은 어깨 때문에 2009년 10월 2일 미국 LA 다저스 지정 병원인 조브 클리닉에서 감바델라 박사의 집도로 오른쪽 어깨 관절경 수술을 받았다. 수술 후 미국에서 1차 재활을 마친 뒤 귀국해 2010년 시즌까지 계속 재활 훈련을 했다. 그러나 재활 훈련 도중 통증이 재발돼 복귀가 무산됐고 2011년에도 시범 경기에 등판했으나 또 다시 악순환을 거듭하여 결국 회복하지 못하고 시즌 후 방출됐다.
NC 다이노스.
방출 후 당시 신생 구단이었던 NC 다이노스 팀의 입단 테스트를 받았다. 우여곡절 끝에 선수협 문제가 해결됐고 메디컬 테스트도 통과했다.
하지만 결국 정식 선수 등록 마감일까지 이적할 팀을 찾지 못했다. 선수로 복귀하기 위해 신고선수로 입단해 6월 1일 이후부터 1군 등록이 가능한 신고선수 등록 기간에 돌아오는 길밖에 없었다. 팀에서도 그의 부상 이력 때문에 최대한 몸을 만들 때까지 복귀를 서두르지 않을 거라 판단하고, 코칭스태프가 전지 훈련을 마치고 돌아오는 3월에 테스트를 거쳐 신고선수 영입 여부를 결정하려고 했다. 이후 4월 15일에 연봉 5,000만원의 조건으로 신고선수 계약을 맺었다. 퓨처스 팀에 합류해, 몸 상태를 고려하여 퓨처스 경기에 등판했다.
6월 5일 노성호를 대신해 4년 만에 1군 경기에 올라왔다. SK 와이번스전에서 선발 등판해 1,378일 만에 1군 복귀전을 치뤘고, 김광현을 상대로 1,407일 만에 선발 승을 거뒀다. 6월 한 달 동안 4경기에 선발 등판해 3승, 평균자책점 0.77, 8탈삼진으로 활약했으며, KBO 리그 6월 MVP에 선정됐다. 하지만 그는 선발로 나설 때마다 투구 수에 대한 부담으로 당시 감독이었던 김경문에게 불펜 전환 의사를 표명했고, 김경문도 이를 승인해 불펜으로 전환했으며, 마무리 투수도 겸했다. 2013년 7월 24일 삼성 라이온즈전에서는 데뷔 첫 홀드를 기록했다. 2013년 8월 13일 한화 이글스전에서는 데뷔 후 처음으로 타석에 섰으나 김혁민을 상대로 삼진을 당했다.
2014년 시즌.
4월 24일 SK 와이번스와의 경기에서 2이닝 1실점을 기록하면서 역대 18번째 1600이닝을 달성했다. 5월 13일 KIA 타이거즈와의 경기에서 역대 15번째 통산 110승을 구원 승으로 기록했다.
시즌 52경기에 등판해 48.1이닝, 4승 4패, 1세이브, 9홀드, 평균자책점 3.54를 기록했다.
2014년 준플레이오프.
4경기에 모두 등판해 3이닝 2피안타, 무실점을 기록했다. LG 트윈스와의 3차전에서 한 점차로 추격을 허용했으나 홀드를 기록했다.
선발진에 합류하며 시즌을 시작했다. 4월 5일 한화 이글스와의 경기에서 6이닝 5피안타, 3탈삼진, 1실점(비자책)으로 선발 승을 기록했다. 그는 40세 3개월 3일의 나이로 송진우, 박철순에 이어 3번째 최고령 선발 승을 기록했다. 5월 28일 두산 베어스와의 경기에서 역대 17번째 통산 7000타자 상대를 달성했다. 경기에서는 6이닝 5피안타, 1볼넷, 무실점으로 시즌 6승을 기록했고, 이 승리로 팀 창단 최다 연승인 8연승을 기록했다. 6월 18일 kt 위즈와의 경기에서 5이닝 6피안타, 3탈삼진, 4실점(2자책)을 기록하면서 시즌 7승을 기록했으며, 역대 19번째 통산 1700이닝을 기록했다. 6월 24일 KIA 타이거즈와의 경기에서 5이닝 5피안타, 2볼넷, 2탈삼진, 무실점으로 시즌 8승이자 역대 13번째 개인 통산 120승을 달성했다. 올스타전에 감독 추천 선수로 발탁됐다. 올스타전 기준 나이 40세 6개월 16일로 최고령 올스타전 투수가 됐다.
7월 24일 두산 베어스와의 경기에서‘오른손 투수’중 최고령 선발 등판 기록을 갱신했다. 40세 6개월 22일의 나이로 종전 기록인 박철순의 40세 5개월 23일을 갱신했고, 송진우, 구대성에 이어 역대 세 번째로 많은 나이에 선발 등판한 선수가 됐다. 경기에서는 2.1이닝 6피안타, 1사구, 5실점으로 패전 투수가 됐다. 9월 11일 넥센 히어로즈와의 경기에서 5이닝 5피안타(1피홈런), 1탈삼진, 2실점을 기록하면서 시즌 두 자릿수 승을 기록했다. 이는 2008년 시즌 12승을 거둔 후 7년만이었으며, 40세 8개월 9일로 역대 최고령 두 자릿수 승 투수가 됐다.
2015년 시즌 26경기에 등판해 105이닝, 4점대 평균자책점 4.89, 11승 6패, 50탈삼진을 기록했다.
2015년 플레이오프.
10월 21일 두산 베어스와의 3차전에 선발 등판해 5이닝 3피안타, 3볼넷, 2실점(1자책)을 기록하며 승리 투수가 됐다. 이 승리로 포스트시즌 최고령 선발 승리 투수(40세 9개월 19일)로 기록됐고, 롯데 자이언츠 시절인 1999년 10월 17일 삼성 라이온즈를 상대로 플레이오프 5차전에서 승리한 이후 16년 만에 포스트시즌 승리 투수가 됐다.
은퇴 선언 직후 2016년부터 NC 다이노스의 유소년팀 코치로 활동했다. 2017년에는 김해대곡초등학교에 티볼을 코치하러 왔다. 2018년 시즌 후 당시 수비코치였던 이동욱이 감독으로 승격되자 NC 다이노스의 수석코치 겸 투수코치로 활동했으며, 2019년 시즌 후 강인권이 수석코치로 영입되면서 투수코치로만 활동했다. 2020년 팀이 창단 첫 한국시리즈 우승을 하면서 선수때는 껴보지 못한 우승반지를 코치로써 끼게 되었다.
선수협회 회장.
2007년 12월 16일에 열린 한국프로야구선수협회 정기총회에서 2008년 ~ 2009년을 이끌어갈 선수협회회장으로 선출됐다. 2008년 현대 유니콘스의 해체를 막기 위해 10억을 기탁하는 등 이전과는 달리 더 적극적으로 선수협 활동을 이끌었다. 2008년 5월 7일에는 나진균 총장의 후임으로 권시형 서울대 스포츠과학연구소 책임연구원을 선임했다. 7월 8일에는 정기 이사회를 열어 도핑테스트를 수용하기로 합의하였다. 또한 11월에는 넥센 히어로즈의 장원삼 트레이드 사건을 비판하며 선수에게 트레이드 거부권을 달라고 요구했다. 하지만 2011년 말 선수협 간부가 한 온라인게임업체와 선수 초상권 사용 계약을 맺는 과정에서 브로커로부터 뇌물을 받으면서, 8개 구단 고참급 선수들이 그의 퇴진을 요구했고 결국 선수협 회장직에서 물러났다.
아마 시절엔 150km/h까지 던질 수 있는 불같은 강속구를 갖고 있었으나 혹사에 기인한 부상으로 인해 빠른공보다는 코너웍을 바탕으로 하는 스타일로 전환한다. 그럼에도 불구하고 전력 투구시 최고 148km/h의 강속구를 던질 수 있었다. 2009년에 어깨 부상을 당한 이후 구속이 하락했지만 NC 다이노스에서 불펜으로 활약하던 시절에도 140km/h대 초중반의 직구 평속은 기록했다.
투구 패턴이 정 반대로 바뀐 타입의 투수이다. 아마때의 활약을 본 사람들의 증언에 따르면 140km/h 후반대의 직구와 커브, 슬라이더 위주의 투구를 펼쳤다고 한다. 실제로 프로 초창기 및 2001년에만 해도 어느 정도는 직구에 의존하는 투구 패턴을 보이기도 했다. 다만 파워 피칭이라고 할지라도 탈삼진 능력이 빼어나지는 않았다. 투구 스타일을 바꾼 후엔 포크볼을 장착해 다양한 구종으로 맞춰잡았다. 포크볼의 구위는 매우 뛰어났으며 그가 삼진을 잡을 때 주로 던지는 결정구이다. 삼진을 잡아내기보단 내야 땅볼 유도를 더 많이 하는 편이다. 투구 폼으로 봐도 와인드업을 거의 하지 않은 채 던지기 일쑤라 모르는 사람이 보면 참 성의없이 설렁설렁 던지는 것처럼 보이지만, 이를 통해 빠른 타이밍으로 주자의 움직임을 최소화 하고 볼 판별 시간을 줄이는 등 많은 효과를 보고 있다. 와인드업시 전력 투구를 할 때는 147~148km/h 정도의 공을 던질 수 있는 듯 하다. 하지만 대개 와인드업을 생략하고 빠른 타이밍으로 던지면서 140km/h 초반대의 직구와 변화구로 맞춰잡는 투구를 구사한다.
최고의 강점은 소위 습관이 분명한 편인데도 불구하고, 원하는 곳에 원하는 구질을 찔러 넣어 상대 타자를 잡아내는 데 있다. 원하는 곳, 원하는 구질임에도 공략이 어려운 이유는 대략 타자가 정확히 노린 곳과 2%의 차이로 요약할 수 있을 그의 로케이션 능력이다. 역대 투수 중 최고의 수비 실력을 가지고 있다는 평도 있다.
롯데 자이언츠(Lotte Giants)는 대한민국 부산광역시를 연고지로 하는 KBO 소속 프로 야구 팀이다. 주식회사로서 롯데그룹의 계열사이다.
1975년에 실업 야구단으로 창단되어 역대 KBO구단중 가장 오래된 구단이다. 1982년에 프로 야구단으로 변경했다.
프로화 이전.
롯데 자이언츠 야구단은 1975년 5월 6일 서울에서 창단되어 실업야구연맹에 10번째로 가입한 구단이었다. 미래의 프로야구단을 지향하여 롯데 자이언츠라는 구단명을 사용하였다. (다만, 보도 자료에 따라 구단명이 "롯데 자이언트"라고 표기된 자료가 혼재한다.) 창단 감독은 김동엽이었다.
프로화 이후.
프로 구단 출범 과정.
실업 야구단이던 롯데 자이언츠는 1982년 2월 12일 부산, 경남을 연고지로 하는 프로 야구단으로 변경했다. 초대 감독은 박영길이었다. 구단주는 애초 서울특별시를 연고지로 창단하고자 했으나 마지못해 부산직할시를 선택했다. 이는 해태 타이거즈를 제외한 전 구단이 서울 연고를 희망했기 때문이다. 결국 롯데를 포함한 전 5개 구단이 희망했던 서울 연고는 MBC 청룡의 몫이 되었다.
1982년 시즌.
프로야구 첫 경기는 1982년 3월 28일 구덕야구장에서 열린 해태 타이거즈와의 경기로 14-2로 승리했다. 그러나 당해 시즌 승률 .388을 기록하며 6개 팀 중 5위의 저조한 성적을 거두었다.
프로 원년 롯데 자이언츠의 부진은 최동원, 유두열, 심재원 국가대표 주전 3명이 세계 야구 선수권 대회 참가로 롯데 입단을 1년 미루었기 때문이라는 분석이 있다. 당시, 모처럼 한국이 유치한 1982년의 제27회 세계 야구 선수권 대회를 맞아 대표팀 전력 강화를 위한 대한야구협회의 요청으로, 7명의 선수가 프로 전향을 유보하고 실업팀 등에 남았고, 그중 3명이 롯데 소속이었으며 3명 모두 주전이었다. 또한 국가대표 4번 타자였던 김용희가 부상으로 팀을 이탈하였다.
참고로 당시 국가대표 차출을 이유로 프로입단을 연기한 선수는 심재원, 유두열, 최동원, 김재박, 이해창, 임호균 등 6명이었다. 최동원은 당시 소속팀이던 실업팀 롯데 자이언츠가 프로로 전향하자 다른 실업팀인 '한국전력공사'로 소속을 옮겨두게 되었다.
1983년 시즌.
V1(1984년 시즌).
1984년은 롯데 자이언츠가 첫 우승을 한 시즌으로 이해 전기리그에서는 6개 팀 중 4위에 머물렀다. 그러나 후기리그에서 8월 11일부터 시작된 홈 5연전을 모두 승리하며 1위로 올라섰다. 후기리그 우승을 차지한 롯데는 전기리그 우승 팀 삼성과의 한국시리즈에서는 최동원의 역투(7전 4선승제 중 5경기 등판 4승1패)와 유두열의 역전 3점 홈런으로 시리즈 전적 4승 3패로 우승했다. 최동원은 이해 정규리그 MVP와 27승(9선발승)으로 다승왕(최다 선발승-김시진 15선발승)을 차지했으며 탈삼진 223개로 역대 탈삼진 1위라는 기록도 세웠다.
1985년 ~ 1991년 시즌.
1985년 0.536의 승률로 전체 2위의 성적을 내지만 삼성의 전후기 통합우승으로 한국시리즈에는 진출하지 못하였다. (전기/후기 리그는 1988년까지 지속되었다.) 86년에는 5위를 기록하였으며 87년 3위, 88년 3위, 89년에는 7위, 90년에는 6위를 차지하였다. 91년에는 4위를 차지하였는데, 이해에 롯데는 1,001,920명의 관중을 동원, 국내 프로 스포츠 사상 최초로 홈경기 100만 관중을 돌파하였다. 롯데는 1984년부터 1989년까지 6년 연속 프로야구 관중 동원 1위를 기록하였다.
V2(1992년 시즌).
1992년에 정규시즌을 3위로 마친 롯데 자이언츠는 준 플레이오프 2차전(對 삼성, 4-0), 플레이오프 5차전(對 해태, 10-4), 한국시리즈 5차전(對 빙그레, 4-2)을 연속으로 승리하며 한국시리즈 우승을 차지했다. 남두오성이라고 불리는 5명의 3할 타자(김민호, 김응국, 이종운, 박정태, 전준호)를 배출했고, 윤학길과 염종석이 각각 17승(윤학길-모두 선발(이강철과 선발승 공동 1위) 염종석-15선발승(장호연과 선발승 공동 3위))을 따내었다. 고졸 신인으로 17승(15선발승)을 따내고 평균자책점 1위를 차지한 염종석은 신인왕과 투수 골든글러브를 수상했다.
1993년 ~ 1998년 시즌.
93년에는 92년의 영광이 한번더 재현될거라는 팬들의 기대가 컸지만 정작 해주는 선수는 윤형배와 전준호 둘뿐이었고 5월까지 3할 5푼의 고타율을 기록하던 박정태의 부상이 뼈저리게 아팠다. 미비한 성적을 보이던 롯데는 6위를 기록하고 94년에도 6위라는 초라한 성적표를 받았다. 95년에도 기대가 크지는 않았다. 군대에 입대하면서 선수로 뛸수있는 마지막 년도였기 때문에 롯데의 전력선수가 군복무를 마치기 위해 입대한 상태여서 전력에 큰 손실을 입긴 하였다. 김용희 감독은 개막전부터 신인타자 마해영을 4번타자로 기용하며 꾸준히 기회를 주었고 마해영은 그해 18홈런(당시 홈런왕 OB 베어스의 김상호는 25개)을 기록하여 '마림포'라는 별명까지 지어졌다. 임수혁도 처음에는 하위타순으로 시즌을 시작했지만 점점 타순이 올라와서 5번타자로 자리잡게 되었고 그해 롯데는 3위를 기록했다. 그러면 4위하고 준플레이오프를 치뤄야 하는데 당시 규정상 3위와 4위가 3경기 이상 차이나면 준플레이오프는 치르지 않는다 하여 그해 해태 타이거즈는 그대로 시즌을 마감했다. 그리고 95년 플레이오프의 상대는 LG 트윈스였다. 그때 LG 트윈스는 20승의 이상훈과 김기범 등 좋은 선발진을 보유하고 있었고 타자도 김재현,서용빈 등 그해 롯데보다 전력이 월등한 팀이었다. 하지만 롯데는 LG를 꺾고 한국시리즈에 진출하였다. 상대는 OB베어스, 권명철,김상진으로 이어지는 탄탄한 선발진과 김상호,심정수와 같은 거포들을 보유하고 있던 팀이었다. 그러나 롯데는 이에 굴하지 않고 한국시리즈 7차전까지가는 접전을 펼쳤지만 OB 베어스에게 패하며 준우승에 머물렀다. 그리고 그해 롯데는 95년 1,180,576명의 홈경기 관중을 기록하여 3회에 걸쳐 100만 관중 달성을 기록하였다. 96년부터는 팀 유니폼이 바뀌고 더 기대되는 시즌이었다. 그러나 윤학길이 시범경기에 부상을 입어 전력을 이탈하고 선발로서 제몫을 다하는 투수는 주형광뿐이었다. 타자는 김응국 임수혁 등이 커리어하이를 찍었지만 5위로 플레이오프 진출이 좌절되었다. 이해 롯데는 현대피닉스의 문동환을 받아오기위해 톱타자 전준호를 보냈다. 97년에는 '마운드의 황태자'로 불린 윤학길의 퇴조, 군 입대와 의병제대를 한 후유증으로 훈련이 부족한 상태에서 시즌을 맞아 18승(모두 선발)에서 6승(3선발승)으로 추락한 주형광, 해외 전지훈련 때부터 오른쪽 어깨 부상을 호소하여 전반기 9경기 출장으로 조기 퇴장했던 대졸신인 손민한, 팔꿈치 부상 뿐 아니라 2구원승 8세이브 5패로 프로적응에 실패한 신인 문동환 등 투수진에 구멍이 뚫리자 4년생 박지철이 전천후(14승(8구원승) 5패 7세이브)로 등판했고 (팀내 최다 선발승 - 차명주 7선발승) 결국 최하위의 성적을 거두었다.