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눈과 우박은 어떻과정을거쳐서 만들어지나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.구름은 수증기, 물로 이루어져 있습니다. 높은 상공에서 낮은 온도에 노출된 구름 속 물은 얼기 시작하죠. 그리고 얼음 알갱이는 주변 수증기, 물 등과 접촉하며 얼음 알갱이의 크기가 커지게 됩니다. 이때 특정 크기 이상으로 커지게 되면 이 얼음 알갱이가 무거워져 지상으로 떨어지는것이죠. 이를 우박이라고합니다.눈은 우박과 달리 수증기가 물이되고 작은 물 알갱이가 얼게 됩니다. 이 작은 눈 알갱이는 주변의 수증기나 물이 달라붙어 그 크기가 커져 눈이 됩니다.눈의 종류는 함박눈, 진눈깨비, 싸락눈, 가락눈 등등이 있습니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.01.05
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용암은 어떤 원소로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.마그마, 용암은 이산화규소(SiO2), Ti 티타늄, Al 알루미늄, Fe 철, Mn 망간, Mg 마그네슘, Ca 칼슘, Na 나트륨 등등이 산소와 결합되어 존재합니다.
학문 /
화학
23.01.05
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양자 컴퓨터의 원리에 대해서 궁금해요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있는것이죠.
학문 /
전기·전자
23.01.05
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보온병은 어떻게 온도를 유지시켜주나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보온병의 보온 보냉 효과는 보온병 외부와 내부의 열교환을 차단함으로써 얻을 수 있는 효과입니다. 보온병을 툭툭 쳐보시면 안이 비어있다는 느낌이 드실겁니다. 그 부분을 진공으로 두거나 열 전도성이 낮은 물체를 채워 넣음으로써 내외부의 열교환을 거의 0으로 만들죠. 그래서 보온병은 보온, 보냉 효과를 볼 수 있습니다.
학문 /
화학
23.01.05
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중력의 힘은 어느정도 될까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.중력은 만유인력으로 GmM/r^2 으로 주어집니다. G는 만유인력 상수이고, m과 M은 두 물체의 각각의 질량이죠. r은 두 물체사이의 거리라고 생각하시면 됩니다. 우리의 몸무게는 60kg이면 60*9.8N으로 대략 600N의 중력이 작용한다고 생각하시면 됩니다.힘의 단위는 N(뉴턴)입니다.
학문 /
물리
23.01.05
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한국에서 만약 초승달을 보면 세계 어느나라에서도 똑같은 달 모양으로 보이나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리나라에서 초승달을 보고 있을 때 북반구에 위치한 나라에서도 그날 밤에 초승달을 볼 수 있지만, 우리나라 반대편 나라나 남반구에 위치한 나라에서는 밤이되었을 때 그믐달 모양을 볼 수 있습니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.01.05
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카드의 결제 방법은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.형식만 다르지 원리는 같다고 생각하시면 됩니다.신용 카드에 포함된 마그네틱은 작은 자기 테이프가 포함되어있으며, 이곳에 카드의 정보가 담겨있습니다. 마치 하나의 바코드, QR코드 라고 생각하시면 됩니다. 마그넷을 꽂을 때에도, 긁을 때에도 전자기 유도 현상을 이용하여 마그넷의 정보를 읽어 카드 정보와 결제 정보를 교환합니다. 전자기 유도 현상이란 코일(도선)이 있고, 코일 주변에 자석(또는 전자석)이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(도선)에 유도 전류가 흐르는 현상을 말합니다. 리더기에는 코일(전자석)이 존재하고 카드에는 마그넷이 존재하기 때문에 카드를 리더기에 꼽던가 긁을 경우 전자기 유도 현상이 발생하게 되죠.
학문 /
전기·전자
23.01.05
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삼성페이는 어떻게 멀리서도 인식이 되는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.신용카드나 스마트폰에 마그네틱이 내포되어 있습니다. 마그네틱은 작은 자기 테이프가 포함되어있으며, 이곳에 카드의 정보가 담겨있습니다. 마치 하나의 바코드, QR코드 라고 생각하시면 됩니다. 마그넷을 찍으면 리더기에서 자기 테이프의 정보를 해독하여 읽고 판단할 수 있습니다. 이 마그네틱은 외부 전자석이 내포된 리더기로 읽어낼 수 있는데, 전자석의 강도의 정도에 따라 꽤 먼 거리에서도 인식되는 경우가 있습니다. 참고로, 이 마그넷이 손상되면 자기 테이프가 손상될 수 있어 리더기에 찍어도 카드 정보를 읽지 못해 오류를 발생시킬 수 있습니다. 그래서 마그넷이 손상되지 않도록 잘 보관해야하는것이죠.
학문 /
전기·전자
23.01.05
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지구는 거대한 자석이라고 알고 있습니다. 어떻게 가능한것인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.별이나 행성이 자기장을 갖는 원리를 설명 드리겠습니다.자기장(자석)을 갖는 방법은 2가지가 있습니다. 전류, 스핀이 있는데 이에 대한 개념 설명을 먼저 드리겠습니다.전류란 전하량(전기적 +, - 극)을 가진 물질이 움직이게 되면 이를 전류라고 합니다. 즉, 시간당 이동한 전하량입니다. 전류가 흐르게 되면 흐르는 전류 주변으로 자기장이 생깁니다. 이러한 현상을 패러데이라는 과학자가 발견하였습니다.스핀이란 자연을 이루는 기본적인 입자, 전자, 광자(빛), 양성자(쿼크 3개), 중성자(쿼크 3개) 등이 가지고 있는 물리량으로 자기장에 반응(상호작용)하며 스핀 간의 상호작용도 합니다. 또한, 스핀이 자기장을 만들기도 하죠. 스핀은 질량, 전하량 처럼 물질이 가지고 있는 물리량입니다.별이나 행성은 입자들로 구성되어 있습니다. 그리고 입자는 스핀과 전하량을 가질 수 있죠. 예를 들어 수소를 생각하면 원자핵인 양성자(+), 중성자 1개씩 있으며, 전자(-)를 가지고 있습니다. 그리고 양성자, 중성자, 전자는 스핀을 가지고 있으며, 전자의 경우 원자 내에서 각운동량(회전량)을 가지고 있습니다. 즉, 원자내에서 전자의 각운동량이 전류를 만들 수 있습니다. 앞서 말씀드린 것처럼 전류와 스핀은 자기장을 형성합니다. 그리고 이러한 자기장은 스핀과 반응하며 스핀을 정렬 시킬 수도 있습니다. 또한, 별은 고온의 상태로 원자들이 플라즈마(원자핵과 전자가 분리된 상태)로 존재합니다. 그러면, 원자핵(+), 전자(-)가 서로 떨어져 전하를 띠게 되고 이들이 자전하면서 거대한 전류를 형성해 자기장을 만들 수 있습니다. 행성의 경우도 행성 중심 부근에 핵이 존재하는데, 핵의 온도는 높고 액체 상태로 존재하는 부분도 있습니다. 이곳에서는 원자들이 이온화 되어있어 전하량을 가지고 있으며, 자전에 의해 거대한 전류가 되어 자기장을 형성 시킵니다.이러한 요인들로 별, 행성의 자기장이 만들어지는 것이죠.
학문 /
지구과학·천문우주
23.01.05
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지구의 모습은 왜 타원형인가요? 다른 행성도 마찬가지 일까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.지구는 약간 찌그러진 타원형입니다. 대부분의 행성이나 별도 타원형이죠. 왜냐하면 거의 모든 행성, 별은 자전을 하고 있기 때문입니다. 자전(스스로 회전)을 하면 적도 부근에 원심력이 강하기 때문에 구형에서 짓눌린 타원형이 됩니다.
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지구과학·천문우주
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