해가 질 때 붉게 노을이 지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리가 평소 보는 하늘은 태양빛이 지구의 대기를 통과하는 거리가 짧아서 파장이 짧은 빛이 산란되면서 그 빛이 우리눈에 보이고 파장이 긴 빛은 그대로 지나가면서 멀리까지 가게 됩니다. 그래서 낮에는 파란 빛의 하늘이 보이고 저녁이 될수록 태양 빛이 지구의 대기를 통과하는 거리가 길어지면서 긴 파장의 빨간 빛이 산란되면서 저녁에는 붉은 빛이 보이는 것입니다.
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화학 용어 중에 쌍극자 상호작용이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 쌍극자-쌍극자 상호작용은 영구 쌍극자를 갖는 분자 간의 정전기적 상호작용이다. 이 상호 작용은 런던 힘보다 강하지만 부분 전하만 관련되기 때문에 이온-이온 상호 작용보다 약하다. 이러한 상호 작용은 분자를 정렬하여 인력을 증가시키는 경향이 있다( 위치 에너지 감소). 쌍극자-쌍극자 상호작용의 예는 염화수소 (HCl)에서 볼 수 있다. 극성 분자의 양의 끝은 다른 분자의 음의 끝을 끌어당겨 위치에 영향을 준다. 극성 분자는 그들 사이에 순 인력을 가지고 있다. 극성 분자의 예는 염화수소 (HCl) 및 클로로포름 (CHCl 3 )을 포함한다.출처 : 위키백과 - 분자간 힘
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암수를 구분하기 어려운 동물은 왜 그렇게 진화한 것인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자웅동체는 결국 암수 생식 세포를 한몸에 있어서 혼자서도 번식이 가능하다. 암컷과 수컷의 유전자를 반씩 물려준다면 암수의 개체가 적은 상황에서도 번식이 가능하고, 주변 환경이 급변하면 유전적으로 다양한 개체를 만들어 새로운 환경에 적응할 수 있기에 생존 환경이 불리한 하등 생물에게서 자웅동체가 흔히 나타나는 이유입니다. 출처 : 울산항만공사블로그 - 자웅동체 바다 동물, 성전환하는 해양생물
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동물들이 추위를 견딜 수 있는 최저 온도는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 동물중에 생명력이 가장 극한까지 있는 동물이라고 추정되는 곰벌레가 약 영하 270도에서도 생존이 가능하다고 추정합니다. 또한 산소가 거의 없는 우주나, 심해 고산등의 극한의 상황에서도 잘 살아간다고 합니다.
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다른 신체부위에 비해서 손등의 힘줄이 튀어 나오는 이유는 무엇 때문인가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 혈관에 특별한 문제가 없더라도 돌출이 일어날 수 있습니다. 그 원인은 다양한데요. 첫째. 운동을 하거나 팔다리를 사용하는 일을 하면, 혈류량이 증가하면서 정맥이 받는 압력이 높아 집니다. 또한 체온이 상승하기 시작하면서 혈관이 일시적으로 늘어나고 돌출될 수 있습니다. 둘째, 노화로 인해 지방량이 줄어들고 피부가 얇아지거나 피부 탄력이 낮아질 경우, 이전보다 혈관 이 더욱 도드라져 보일 수 있습니다. 셋째, 손등과 발등의 경우, 신체의 다른 곳에 비해 지방량이 적은데요. 피부와 혈관의 위치도 가까운 부위이기 때문에 비교적 혈관이 튀어나와 보일 수 있습니다. 넷째, 위와 비슷한 원리로, 체지방이 적은 사람의 경우 그렇지 않은 사람에 비해, 혈관이 더욱 뚜렷하 게 보입니다. 또한, 피부가 얇고 희다면 푸른 혈관이 더 잘 비쳐 보일 수 있습니다.출처 : 김병준레다스흉부외과 블로그 - 혈관이 튀어나오는 이유
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물체가 높은 곳에서 떨어질 때 그 떨어지는 속도가 증가하는 과학적 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구에 있는 모두 물체는 지구 중심으로 중력 가속도 9.8m/s2의 속도로 가속하게 되어 있습니다. 그래서 가벼운 물체라도 높이가 있는 곳에서 떨어지면 가속도에 의해서 맞았을 경우 파괴력이 커지게 되는 것입니다.
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지진의강도는 어떻게 측정하는건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지진 관측장비는 지반의 진동을 측정하는 관측장비로, 1970년대 말까지는 센서와 기록계가 하나의 몸체로 구성되어 있었다. 그 후 지진관측의 범위가 확장되고 전자기술의 발달과 더불어 기록방식이 디지털로 전환되면서 진동을 감지하는 센서와 이를 기록하는 자료수집처리장치(기록계)가 분리되었다. 지진관측 센서는 지반의 진동 속도를 측정하기 위한 속도지진계(또는 속도계)와 진동의 힘을 측정하기 위한 가속도지진계(또는 가속도계)로 나뉜다.1.1 지진계지진계는 지반의 진동을 전기적 신호로 변화하여 주는 센서를 의미한다. 외부의 힘에 의해 구조물이나 지반이 진동할 경우, 탄성범위(부서지거나 땅이 갈라지지 않고 본래의 상태로 환원하는 한계) 내에서는 직류성분(DC component)을 제외한 주파수(주기의 역수)를 가지게 되며, 진동에 따른 물리적인 단위로는 변위(particle displacement), 속도(particle velocity) 및 가속도(particle acceleration)가 있다. 물리적으로 변위는 속도의 시간적 적분 값이며, 가속도는 속도의 미분 값이므로 속도를 측정할 경우 변위와 가속도를 구할 수 있다.지진관측 시 가장 문제가 되면서 피할 수 없는 잡음은 조수 변화에 의한 잡음(tidal noise)으로 0.2~0.4Hz 사이이다. 또한, 관측소 주변의 환경 잡음(사람활동, 바람 등)은 보통 0.1~1Hz 사이이다. 따라서 0.1~1Hz 사이의 잡음대역(noise-band)을 중심으로 1Hz 이상을 단주기(short-period)라 하고, 0.1Hz 이하를 장주기 (long-period)라고 정의한다. 단주기와 장주기를 모두 포함한 경우, 이를 광대역(broadband)이라고 한다. 단주기 방식은 근거리 지진관측을 목적으로 설계되는 센서로서 1Hz 이상에서 평탄영역을 가진다. 고주파수의 신호를 목적으로 설계되었으므로 원거리 지진의 경우는 정확히 감지하지 못한다. 장주기 방식은 저주파수 대역에서 평탄한 응답을 보이므로 원거리 지진 감지에 적합하나 인근에서 발생하는 미소 지역 지진 감지는 어렵다. 광대역 센서는 기계식의 단주기 센서를 피드백 회로를 이용해 대역을 저주파수(대개 0.0083Hz, 120s 주기)까지 확장한 방식으로 미소지역 지진과 원거리 지진을 동시에 기록할 수 있다.1.2 자료수집처리장치(기록계)자료수집처리장치(기록계)란 센서로부터 입력되는 전기적 신호를 화면에 보여주거나 보관할 수 있는 다른 형태의 자료로 전환하는 장비로서 디지털 오실로스코프(digital oscilloscope)는 기록계의 전형적인 형태이다.센서의 감지범위(sensor dynamic range)가 기록계의 기록범위(recorder dynamic range)와 다를 경우 증폭장치 등이 필요하게 된다. 디지털 변환기(A/D convertor)의 상용화로 디지털 지진 기록계가 이미 보편화되어 있다. 디지털 기록계의 동적범위(dynamic range)는 내재된 변환기의 최대입력전압(maximum input voltage) 및 비트(bit) 수와 관계된다. 센서의 전기신호를 아날로그회로(analog circuit)를 이용하여 임의의 배수로 증폭하거나 반대로 감쇠시키는 것은 쉽다. 따라서 변환기의 최대 입력 전압은 변환기의 동적범위(dynamic range)와 무관하며, 변환기의 비트 수에 의해 결정된다. 비트 수를 n이라고 하면 동적범위(dynamic range)는 식으로 계산되는데, 16비트의 경우 96dB, 18비트의 경우 108dB이고, 24비트의 경우 144dB이다.기록계의 입력단자를 직접 연결할 경우(short 상태) 이론적으로 A/D 변환기에 걸린 전압은 영(0)이므로 디지털 값도 역시 영(0)이어야 하나 실제로는 다소의 값을 가지며 변화한다. 이는 A/D 변환기의 전단에 있는 증폭장치나 변환기 자체의 전기적 noise에 의한 것으로 보통 마지막의 3~4개 비트 값이 불안정하기 때문이다. 이를 측정하여 실제 관측범위를 나타내는 것을 ‘유효 동적범위’라 한다. 즉 변환기의 최종 2~4 비트는 신뢰할 수 없으므로 실제적인 ‘유효 동적범위’는 이보다 20dB 정도 작다. 기록된 지진파형으로부터 진앙 등을 정확히 결정하기 위해서는 모든 관측소 간의 시각 동시성(synchronization)을 유지하는 것이 필수적이다. 각종 관측장비에 내장된 시계는 온도와 위상을 보정하도록 되어있어 시각오차가 매우 적으나 문제는 오차가 지속적으로 누적되어 주기적으로 외부에서 보정을 해주어야 한다. 이런 문제점을 없애기 위해 현재 상용화되어 있는 지진계의 대부분은 GPS로 시각보정을 수행하고 있다. 이에 비해 지반과 구조물의 응답특성을 규명하기 위해서 설치되는 가속도 지진계는 정확한 시각보정이 불필요하다.일반적으로 규모 4.0까지는 피해가 발생하지 않으나 지진피해를 일으키는 지진의 규모는 정해져 있지 않다. 지진 발생 위치로부터의 거리, 발생 깊이, 구조물의 내구성이나 시설 조건 등의 차이로 인해 피해 발생 정도가 달라진다. 출처 : 기상청 - 온라인 지진 과학관
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쓰나미나 해일은 왜 발생하는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지진해일을 발생시키는 주요 원인은 지진이다. 따라서 지진해일을 이해하기 위해서는 지진 발생 원인을 살펴보는 것이 유용할 것이다. 판구조론에 따르면, 지구는 연약권이라 불리는 점성을 가진 층 위를 떠다니는 70~250km 두께의 몇 개의 판으로 둘러싸여 있다. 판은 대륙과 해저에 이르기까지 지구의 전체 표면을 덮고 있으며 1년에 10cm 이상의 속도로 움직인다.지진은 화산 활동에 의해서 발생할 수도 있으나 대부분은 판 경계에서의 단층운동에 의해 발생한다. 전체 에너지의 80%를 지표로 방출하는 강력한 지진의 대부분은 해양판이 대륙판이나 다른 젊은 해양판 아래로 미끄러져 내려가는 섭입대에서 발생한다. ① 지진과 지진 사이⇒ 섭입하는 판이 미끄러져 내려가면 그 위에 얹히는 판은 점점 압축되어 위로 불룩해지며, 섭입하는 판에 붙어있는 끝단은 끌려 내려간다. 이런 움직임은 수십 년, 수백 년 동안 계속되며 서서히 응력을 축적한다.② 지진이 발생하는 동안⇒ 얹히는 판의 끝단이 부서지며 자유로워지고 해저지각면쪽으로 튕겨져 나가면서 섭입대를 따라 지진이 발생한다. 이에 따라 해저와 그 위의 해수가 상승하면서 지진해일이 시작된다.③ 수분 후⇒ 지진해일의 일부가 근처 대륙을 향해 돌진하며 해안에 도달하면서 파고가 높아진다. 다른 부분은 대양을 건너 먼 쪽으로 움직인다.그러나, 모든 지진이 지진해일을 발생시키는 것은 아니며, 일반적으로 리히터 규모 7.5 이상의 지진이 파괴적인 지진해일을 발생시킨다. 지진해일이 발생하기 위해서는 지진을 일으키는 단층(섭입대)이 바다 밑이나 근처에 있어야 한다. 지진에 의해 넓은(100,000km ) 지역에 걸쳐 해저의 수직 운동(수m 이상)이 일어나야 하며, 이에 따라 파도가 전파된다. 해저의 수직·수평 운동량과 그 운동이 일어나는 지역, 흔들림과 동시에 발생하는 해저 퇴적물의 낙하, 에너지가 지각에서 바닷물까지 전파되어 지진해일을 발생시키는 에너지 효율 모두가 지진해일 발생 메커니즘을 구성한다.출처 : 기상청 - 지진해일의 이해
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고압선 주변에 거주하는게 과학적으로 인체에 어떤 문제가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 송전탑(고압선 철탑)의 전자파가 유해하다는 주장은 검증된 바가 없다. 0~300Hz 의 주파수를 사용하는 전자기기들이 송전탑, 헤어드라이기, 청소기, 세탁기 등이다. 그에 반해 라디오, TV, 휴대폰 등에서는3kHz(3000Hz)~300GHz(300000000000Hz) 대역의 주파수를 사용한다. 송전시에는 60Hz를 사용하는데 주파수가 극히 낮은 값이라 멀리 전파 되지도 않고, 파장이 길어서 에너지도 거의 없다고 보면된다. 또한 다양한 전자파 중 주파수가 300Hz 이하로 매우 낮은 전자파 범위에서 발생하는 것을 극저주파 전자계라고 하며, 우리가 사용하는 가전제품이나 송전선로에서 나오는 것이 여기에 속한다. 더불어 전자계는 인체에 축적되지도 않고, 유전자를 손상시킬 만한 에너지도 없다. 자석의 힘이 멀리 못 미치는 것처럼 거리가 멀어지면 전자계의 세기는 급격하게 감소한다. 송전탑에서 100m 떨어지면 냉장고에서 나오는 전자계와 동일한 수준이다.전자기파 문서에서도 알 수 있지만 이게 확실히 몸에 나쁜 것인지 결론을 내리기에는 논란의 여지가 너무 많다. 유해성 논란 때문에 광명시와 같은 일부 지역에서는 지자체나 주민의 요구로 지중화(지상에 있는 송전탑과 고압선을 없애고 지하로 매설)되는 경우도 있다. 그러나 지하에 매설한 경우, 지면에서 거리가 가까워져서 송전탑보다 전자파는 오히려 더 높아져서 문제가 있다고 한다. 특히 축대 위 도로의 지하에 매설된 경우, 해당 축대 옆 전자파는 더욱 높아진다. 최근 공사중인 경남 양산시의 사송신도시 또한 지중화로 진행한다고 한다.애초에 전자파 자체가 암을 유발한다는 확실한 근거가 부족하다. 세계보건기구에서는 전자파를 암 유발 가능성이 있는 물질인 2B 그룹에 포함시켰다. 세계보건기구는 발암물질을 폭넓게 잡고 있다."고 덧붙였다. 몇 가지 오해를 풀어야 한다면서 "발암물질이 곧 암을 유발하는 것은 아니고 확률의 개념으로 봐야 한다. (암에 걸릴) 확률이 좀 올라간다는 것."이라고 강조했다. 햇빛도 피부암을 일으킬 수 있다는 이유로 발암물질로 지정되어 있는데 고산지대의 경우 정말 피부암의 원인이 되기도 한다.출처 : 나무위키 - 송전탑
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성냥을 그으면 불붙는 과학적원리가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 나뭇조각 끝에 염소산칼륨 등의 화학물질을 발라 마찰로 발화시키는 도구. 성냥갑의 마찰면에는 적린과 유리가루, 규조토 등의 마찰제를 발라, 이 두 가지를 서로 마찰시켜서 불을 일으킨다. 부싯돌 등을 사용하던 인류에게 라이터와 더불어 편하게 불씨를 사용할 수 있게 만들어 준 물건이다.출처 : 나무위키 - 성냥
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