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장바티스트 비오

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목차

1. 개요

장바티스트 비오(Jean-Baptiste Biot)는 1774년 파리에서 태어나 1862년 사망한 프랑스의 물리학자, 천문학자이다. 그는 에콜 폴리테크니크에서 교육을 받았으며, 콜레주 드 프랑스 물리학 교수를 역임했다. 비오는 전자기학, 광학, 천문학 분야에 기여했으며, 펠릭스 사바르와 함께 비오-사바르 법칙을 정립하고, 운석 연구를 통해 운석의 우주 기원을 밝히는 데 기여했다. 또한 유기물 용액의 선광 현상을 발견하여 광학 이성질체 연구의 토대를 마련했다.

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장바티스트 비오
기본 정보
장바티스트 비오
이름장바티스트 비오
원어 이름Jean-Baptiste Biot
출생일1774년 4월 21일
출생지파리, 프랑스
사망일1862년 2월 3일
사망지파리, 프랑스
국적프랑스
분야물리학, 천문학, 수학
서명서명 of Jean-Baptiste Biot.svg
학력 및 경력
출신 학교에콜 폴리테크니크
지도 교수가스파르 몽주
알려진 업적비오 수
비오-사바르 법칙
원형 이색성
광학 회전
수상
푸르 르 메리트 훈장1850년
럼퍼드 메달1840년
왕립학회 외국인 회원1815년
영향
영향을 준 사람루이 파스퇴르

2. 생애

장바티스트 비오는 1774년 4월 21일 파리에서 재무부 관리였던 조제프 비오의 아들로 태어났다.[3] 루이 르 그랑 리세와 에콜 폴리테크니크에서 교육을 받았다.[4] 1797년 보베에서 수학 교수로 임명되기 전에 포병대에서 복무했다.

1800년경 프랑스 과학 아카데미의 물리학 교수가 되었고, 3년 후 프랑스 과학 아카데미 회원으로 선출되었다. 1804년 7월, 비오는 조제프 루이 게이뤼삭과 함께 지구 자기장이 고도에 따라 어떻게 변하는지 측정하기 위한 최초의 과학적 열기구 비행을 했다.[5] 그들은 4000m의 고도에 도달했다.

비오는 레지옹 도뇌르 훈장 회원이었다. 1814년에는 기사(chevalier) 작위를, 1849년에는 사령관(commander) 작위를 받았다. 1815년에는 런던 왕립 학회의 외국 회원으로 선출되었고,[6] 1816년에는 스웨덴 왕립 과학 아카데미 회원, 1822년에는 미국 예술 과학 아카데미의 명예 외국 회원이 되었다.[7] 1840년 왕립 학회에서 럼퍼드 메달을 받았다.[17]

1803년에 태어난 아들 에두아르 비오는 엔지니어이자 중국학자였다. 에두아르는 1850년에 사망했는데, 비오는 아들의 마지막 저서 후반부인 중국 고전 『주례』 번역본 출판을 위해 노력했다. 비오는 번역을 정확하게 출판하기 위해 스타니슬라스 쥘리앙과 상담했고, 특히 『고공기』 번역을 위해 작업장을 방문하여 장인들에게 질문하여 아들의 작업을 검증했다고 한다.

1862년 2월 3일 파리에서 사망했다.

2. 1. 초기 생애 및 교육

장바티스트 비오는 1774년 4월 21일 파리에서 재무부 관리였던 조제프 비오의 아들로 태어났다.[3]

루이 르 그랑 리세와 에콜 폴리테크니크에서 교육을 받았다.[4] 1797년 보베에서 수학 교수로 임명되기 전에 포병대에서 복무했다.

2. 2. 학문적 경력

1794년 루이 르 그랑 리세(Lyceum Louis-le-Grand)와 에콜 폴리테크니크(École Polytechnique)에서 교육을 받았다.[4] 1797년 보베(Beauvais)에서 수학 교수로 임명되기 전에 포병(artillery)에서 복무했다. 1800년경 프랑스 과학 아카데미(Collège de France)의 물리학 교수가 되었고, 3년 후 프랑스 과학 아카데미(French Academy of Sciences) 회원으로 선출되었다. 1804년 7월, 비오는 조제프 루이 게이뤼삭(Joseph Louis Gay-Lussac)과 함께 지구 자기장이 고도에 따라 어떻게 변하는지 측정하기 위한 최초의 과학적 열기구 비행을 했다.[5] 그들은 4000m의 고도에 도달했다. 나중에 1804년 9월, 게이뤼삭은 단독 비행으로 7010m까지 올라갔다 (보조 산소 없이는 매우 위험했다).

비오는 레지옹 도뇌르(Legion of Honour) 회원이었다. 1814년에는 기사(chevalier), 1849년에는 사령관(commander)으로 선출되었다. 1815년에는 런던 왕립 학회(Royal Society)의 외국 회원으로 선출되었고,[6] 1816년에는 스웨덴 왕립 과학 아카데미(Royal Swedish Academy of Sciences) 회원, 1822년에는 미국 예술 과학 아카데미(American Academy of Arts and Sciences)의 명예 외국 회원이 되었다.[7] 또한 비오는 1840년 왕립 학회에서 물질의 열적 또는 광학적 특성 분야에 수여하는 럼퍼드 메달(Rumford Medal)을 받았다.[17] 1850년 장-바티스트 비오는 『학자들의 저널(Journal des savants)』에 1790년대 후반과 1800년대 초 그의 피에르 시몽 라플라스(Laplace)와의 만남에 관한 회상을 담은 7페이지 분량의 회고록을 발표했다.[8][9]

1806년, 피에르 시몽 라플라스의 지도 아래 프랑수아 아라고와 함께 자오선 호의 측량(이를 바탕으로 미터의 정확한 길이를 규정하는 목적으로 장 바티스트 조제프 델람브르에 의해 시작되었으나, 피에르 메생의 죽음으로 중단되었던)을 완료하는 임무를 맡아 아라고와 함께 파리를 떠나 스페인에서 작업을 시작했다(비오는 도중에 돌아왔고 아라고만 작업을 계속했다).

운모 연구를 수행하여 흑운모(biotite)에 이름을 남겼다. 달의 크레이터에도 그의 이름이 붙어 있다.

2. 3. 개인적인 삶

장바티스트 비오는 1774년 4월 21일 파리에서 재무부 관리였던 조제프 비오의 아들로 태어났다.[3] 그는 리세 루이 르 그랑과 에콜 폴리테크니크에서 교육을 받았다.[4]

비오는 레지옹 도뇌르 훈장 회원이었다. 1814년에는 기사(chevalier) 작위를, 1849년에는 사령관(commander) 작위를 받았다. 1815년에는 런던 왕립 학회의 외국 회원으로 선출되었고,[6] 1816년에는 스웨덴 왕립 과학 아카데미 회원, 1822년에는 미국 예술 과학 아카데미의 명예 외국 회원이 되었다.[7] 1840년 왕립 학회에서 물질의 열적 또는 광학적 특성 분야에 수여하는 럼퍼드 메달을 받았다.[17]

1803년에 태어난 아들 에두아르 비오는 엔지니어이자 중국학자였다. 에두아르는 1850년에 사망했는데, 비오는 아들의 마지막 저서 후반부인 중국 고전 『주례』 번역본 출판을 위해 노력했다. 비오는 번역을 정확한 형태로 출판하기 위해 중국학자 스타니슬라스 쥘리앙과 상담했고, 특히 가장 어려운 부분인 『고공기』 번역을 위해 직접 작업장을 방문하여 장인들에게 방법과 어휘에 대해 질문하여 아들의 작업을 검증했다고 한다. 비오의 번역은 현재까지 이 책의 서구 언어로 된 유일한 번역으로 남아 있다.

비오는 1862년 2월 3일 파리에서 사망했다.

2. 4. 말년

비오는 레지옹 도뇌르 훈장 수훈자이며, 1814년에는 슈발리에, 1849년에는 콩망되르로 선정되었다. 1816년에는 스웨덴 왕립과학원의 외국인 회원으로 선출되었고, 1815년에는 왕립학회의 외국인 회원으로 선출되어 1840년에는 같은 학회로부터 럼퍼드 메달을 수여받았다.[17]

1862년 파리에서 사망했다.

3. 주요 업적

장바티스트 비오는 광학, 전자기학, 천문학 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다.

1804년에는 알렉산더 폰 훔볼트와 함께 등자기장선에 대한 논문을 저술했다.[10] 1832년에는 타르타르산 크림의 물리적 특성을 발견하여, 이 물질이 프랑스 요리에 널리 사용되는 계기를 마련했다.

3. 1. 전자기학

장바티스트 비오는 생애 동안 광학, 전자기학, 천문학 분야에 많은 공헌을 했다. 특히 전자기학에서 비오-사바르 법칙은 1820년 비오와 펠릭스 사바르의 연구를 기념하여 명명되었다.[11] 이들은 긴 수직 도선에 전류를 흘려보내고, 도선에서 약간 떨어진 곳에 자침(나침반)을 놓으면 자침이 움직이는 현상을 관찰하여 전기와 자기 사이의 연관성을 보였다.[18]

3. 2. 운석 연구

1803년 비오는 프랑스 아카데미의 파견을 받아 프랑스 노르망디의 랭글에 떨어진 3000개의 운석에 대한 보고를 하였다. (랭글 운석 참조) 그는 당시 "돌"이라고 불렸던 운석들이 우주에서 온 것이라는 사실을 밝혀냈다.[12] 비오의 보고서는 독일 물리학자 에른스트 클라드니가 1794년에 발표한, 운석은 우주에서 온 잔해라는 주장을 뒷받침했다.[13]

비오가 랭글 근처 운석을 철저히 조사하기 전까지, 지구상에서 발견된 암석이 외계 기원일 수 있다고 진정으로 믿는 사람은 거의 없었다. 하늘에서 화구가 목격된 후 지상에서 특이한 암석이 발견되었다는 일화는 있었지만, 그러한 이야기는 종종 허구로 치부되었다. 특이한 암석에 대한 심각한 논쟁은 1794년 에른스트 클라드니가 그러한 암석은 외계 기원이라는 책을 출판하면서 시작되었다. 비오가 랭글의 암석을 분석한 후에야 비로소 하늘에서 보이는 화구가 대기 중으로 떨어지는 유성이라는 것이 일반적으로 받아들여졌다.

비오 이후로 운석 분석을 통해 태양계의 화학적 구성 성분을 정확하게 측정할 수 있게 되었다. 태양계에서 유성의 구성과 위치는 또한 천문학자들에게 태양계가 어떻게 형성되었는지에 대한 단서를 제공했다. 그는 프랑스 뢰글에 떨어진 뢰글 운석 조사에 나서 약 3000개의 운석 파편을 회수했고, 그 돌들이 우주 기원의 것이라고 결론지었다. 비오의 뢰글 운석 조사 이전에는 지구상의 암석 중에 우주 기원의 것이 있다고 믿는 사람은 거의 없었다. 하늘에서 불덩이가 날아다니는 것이 목격되고, 그 후 지상에 이상한 돌이 발견되었다는 이야기는 종종 전해졌지만, 단순한 환상으로 일축되었다. 1794년, 독일의 물리학자 에른스트 클라드니가 그러한 암석이 우주 기원이라는 설을 책으로 발표했고,[19] 비오가 뢰글에서 암석을 조사 분석함으로써, 처음으로 하늘의 불덩이가 대기에서 타 없이 떨어진 유성이라는 것이 일반적으로 받아들여지게 되었다.

3. 3. 광학

1812년, 비오는 특히 빛의 편광을 포함한 광학 연구에 주목했다. 19세기 이전에는 빛이 미립자라고 불리는 불연속적인 덩어리로 구성되어 있다고 믿었다. 19세기 초, 많은 과학자들은 입자설을 버리고 빛의 파동설을 지지하기 시작했다. 비오는 자신이 얻은 결과가 빛이 미립자로 이루어져 있을 때만 나타날 수 있음을 보이기 위해 편광 연구를 시작했다.[14]

1815년 그는 "편광된 빛이 유기 물질을 통과할 때 물질의 광축에 따라 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 수 있다"는 것을 증명했다.[15] 그의 색 편광과 회전 편광에 대한 연구는 광학 분야를 크게 발전시켰지만, 나중에 그의 발견이 빛의 파동설을 사용하여서도 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.[16]

비오의 빛의 편광에 대한 연구는 광학 분야에서 많은 돌파구를 가져왔다. 텔레비전과 컴퓨터 화면과 같은 액정 디스플레이(LCD)는 액정을 통과하는 빛의 세기를 조절할 수 있도록 액정에 들어갈 때 필터에 의해 편광된 빛을 사용한다. 이것은 액정의 편광이 그에 걸쳐 인가된 전기 제어 신호에 따라 변화하기 때문에 발생한다. 편광 필터는 원치 않는 반사를 제거하거나 반사를 향상시키기 위해 사진 촬영에 광범위하게 사용된다.

19세기 이전에는 빛이 corpuscle이라고 불리는 불연속적인 미립자 묶음으로 이루어져 있다고 믿어졌지만, 19세기 초 많은 과학자들이 입자설(en)보다 파동설을 믿게 되었다. 비오가 시작한 편광에 대한 연구는 빛이 미립자로 이루어져 있지 않다면 얻을 수 없을 결과를 가져왔다. 비오의 연구에 의해 광학은 크게 발전했지만, 나중에 빛의 파동론으로도 그 현상을 설명할 수 있다는 것이 밝혀졌다.[21] 비오의 편광 연구를 바탕으로 편광판이 탄생하여 액정 디스플레이 등에 응용되게 되었다.

3. 4. 기타 업적

비오는 토머스 쿤이 말하는 "패러다임 전환"을 물리학에 가져오는 등 과학 발전에 다방면으로 기여했다. 그의 영향은 광학, 전자기학, 천문학 등에 미치고 있다. 1820년 비오와 펠릭스 사바르의 연구에 따라 명명된 비오-사바르 법칙은 전기와 자기의 관계를 보여준다. 그들의 실험은 긴 도선을 수직으로 늘어뜨리고, 그곳에서 수평으로 떨어진 위치에 나침반을 놓으면 도선에 전류를 흘렸을 때 나침반이 움직이는 것을 확인하는 방식으로 진행되었다.[18]

1803년, 비오는 과학 아카데미의 요청으로 프랑스 뢰글에 떨어진 뢰글 운석 조사에 나서 약 3000개의 운석 파편을 회수했고, 그 돌들이 우주 기원의 것이라고 결론지었다. 그는 보고서에서 에른스트 클라드니가 1794년에 발표한 운석 우주 기원설을 지지했다고 언급했다.[19] 비오의 뢰글 운석 조사 이전에는 지구상의 암석 중에 우주 기원의 것이 있다고 믿는 사람은 거의 없었다. 하늘에서 불덩이가 날아다니는 것이 목격되고, 그 후 지상에 이상한 돌이 발견되었다는 이야기는 종종 전해졌지만, 단순한 환상으로 일축되었다. 1794년, 독일의 물리학자 에른스트 클라드니는 그러한 암석이 우주 기원이라는 설을 책으로 발표했다.[19] 비오가 뢰글에서 암석을 조사 분석함으로써, 처음으로 하늘의 불덩이가 대기에서 타지 않고 떨어진 유성이라는 것이 일반적으로 받아들여지게 되었다. 그 후, 운석을 분석하는 것은 태양계의 화학적 조성을 정확하게 아는 수단으로 연구되기 시작했다. 운석의 구성과 그것이 태양계 내에서 원래 어떤 궤도로 날아다녔는지로부터, 천문학자들은 태양계 생성의 단서를 얻었다.

1812년, 비오는 광학에 관심을 갖게 되어 특히 편광을 연구하기 시작했다. 1815년에는 편광 연구로 광학 발전에 기여했다. 그는 실험에서 유기물 용액에 편광을 통과시키면 오른쪽 또는 왼쪽으로 선광하는 것을 확인하고, 어느 쪽으로 선광하는지는 유기물의 분자 형태에 의존한다고 결론지었다. 비오는 광학 이성질체의 가능성을 제기했고, 나중에 루이 파스퇴르가 주석산염의 광학 분할에 성공함으로써 증명되었다. 그 당시 비오는 파스퇴르를 불러 실제로 실험을 하게 했다고 한다.[20]

19세기 이전에는 빛이 corpuscle이라고 불리는 불연속적인 미립자 묶음으로 이루어져 있다고 믿어졌지만, 19세기 초 많은 과학자들이 입자설(en)보다 파동설을 믿게 되었다. 비오가 시작한 편광에 대한 연구는 빛이 미립자로 이루어져 있지 않다면 얻을 수 없을 결과를 가져왔다. 비오의 연구로 광학은 크게 발전했지만, 나중에 빛의 파동론으로도 그 현상을 설명할 수 있다는 것이 밝혀졌다.[21] 비오의 편광 연구를 바탕으로 편광판이 탄생하여 액정 디스플레이 등에 응용되게 되었다.

4. 저서

''정역학의 기본 개념'', 1829

참조

[1] MacTutor Biography
[2] 사전 Biot-Savart law http://dictionary.re[...] Random House Webster's Unabridged Dictionary
[3] 서적 Former Fellows of The Royal Society of Edinburgh, 1783–2002: Part 1 (A–J) https://web.archive.[...] Royal Society of Edinburgh 2006-07-00
[4] 서적 Appletons' annual cyclopaedia and register of important events of the year: 1862 https://archive.org/[...] D. Appleton & Company 1863-00-00
[5] 웹사이트 The Gay-lussac, Balloon Pioneer https://cen.acs.org/[...] 2024-11-27
[6] 웹사이트 Fellow details https://web.archive.[...] Royal Society
[7] 웹사이트 Book of Members, 1780–2010: Chapter B http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences
[8] 학술지 Review of ''Anecdote relative à M. de Laplace'' par Jean Baptiste Biot https://babel.hathit[...] 1850-06-00
[9] 학술지 ''Anecdote relative à M. de Laplace'' https://babel.hathit[...]
[10] 서적 Alexander von Humboldt: A Concise Biography Princeton University Press
[11] 학술지 #추정 Note sur le magnétisme de la pile de Volta
[12] 서적 Relation d'un voyage fait dans le département de l'Orne, pour constater la réalité d'un météore observé à l'Aigle le 26 floréal an 11 https://books.google[...] Baudouin
[13] 서적 Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen http://digital.slub-[...] Johann Friedrich Hartknoch
[14] 학술지 Phenomene de polarisation successive, observés dans des fluides homogenes https://www.biodiver[...]
[15] 웹사이트 Jean-Baptiste Biot – Florida State University http://micro.magnet.[...]
[16] 서적 #추정, 추가 정보 필요
[17] Royal Society Fellow Biot; Jean Baptiste (1774 - 1862)
[18] 논문 THE BIOT-SAVART OPERATOR AND ELECTRODYNAMICS ON BOUNDED SUBDOMAINS OF THE THREE-SPHERE http://www.wfu.edu/~[...] University of Pennsylvania
[19] 학술지 Science and Social Intelligence about Anomalies: The Case of Meteorites http://www.jstor.org[...] Sage Publications, Ltd 1978-11-00
[20] 서적 基礎有機化学 化学同人
[21] 학술지 Corpuscular Optics and the Wave Theory of Light: The Science and Politics of Revolution in Physics http://www.jstor.org[...] Sage Publications, Ltd 1976-05-00


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