불꽃놀이 할 때 다양한 색을 낼 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.불꽃놀이는 불꽃이 터지는 높이에 따라 크게 타상연화와 장치연화로 나뉩니다. 지상으로부터 80m 이상 높이에서 부채ㆍ별ㆍ태극 등 갖가지 모양으로 터지는 불꽃이 타상연화입니다. 장치연화는 그보다 아래에서 폭포수처럼 터지거나 지표나 다리 등에 설치해 놓은 뒤 터트리는 불꽃입니다.불꽃이 터지면서 다양한 색을 내는 이유는 폭죽에 포함된 금속 성분이 달라서입니다. 예를 들어 구리가 연소할 때는 청록색을 띤다. 알루미늄은 은색, 나트륨은 노란색, 스트론튬은 빨간색, 칼륨은 보라색, 칼슘은 주황색, 바륨은 황록색, 세슘은 파란색입니다. 이들 금속을 조합해 불꽃의 색깔을 만들기도 합니다. 보라색 불꽃은 구리(청록색)와 스트론튬(빨간색)을 섞은 것입니다.원소마다 특유의 불꽃색이 나타나는 건 각 금속 원소의 전자마다 서로 다른 가시광선 영역 대의 복사선을 방출하기 때문입니다.
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온도에 따라 색이 변하는 소재의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.차가운 물이나 뜨거운 물을 넣으면 색이 변하는 물통은 온도 변화에 따라 색이 변하게 됩니다. 이렇게 물통의 색이 변하는 이유는 바로 시온 안료 때문입니다. 일명 카멜레온 물감이라고 불리는 시온 안료는 온도에 따라 색상이 변하는 안료입니다. 기준 온도에 도달하면 색깔이 없어졌다가 다시 온도가 내려가면 원래의 색깔로 돌아갑니다.시온 안료가 이렇게 온도에 따라 색이 변하는 것을 열변색성이라고 하는데요. 열변색성이 일어나는 원리는 마이크로 캡슐 안에 존재하는 고체 용매가 온도가 올라가면서 녹아 액체로 변하게 됩니다. 이때 색을 나타내는 두 물질이 분리되면서 투명하게 되고, 반대로 온도가 내려가면 다시 결합하여 원래의 색을 나타내는 것입니다. 즉 시온 안료는 사실 투명해지거나 본연의 색을 표현하는데, 우리가 사용하는 물통이 다양한 색상을 나타내는 것은 기준 온도가 서로 다른 다양한 시온 안료를 사용하여 온도에 따라 다양한 색상을 표현하거나, 기본 안료를 사용하여 시온 안료가 투명해지면 기본 안료 색상이 나타나도록 하는 것입니다.
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나무가 가을에 낙엽이 떨어지는이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.나뭇잎이 떨어지는 현상, 또는 떨어진 나뭇잎을 '낙엽'이라고 합니다. 낙엽은 단풍과 비슷하게 나무가 겨울을 준비하는 과정에서 나타나는 현상입니다. 물이 부족한 건조한 겨울철에 나무 안에 있는 수분이 잎을 통해 빠져나가는 것을 막기 위해 나무가 잎을 떨어뜨리는 것이지요.
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번개와 천둥은 어떻게 만들어지는지 궁금해요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.번개는 ‘구름 속에 형성된 전기장에서의 방전 현상’입니다. 구름 입자는 양전하(+)와 음전하(-)를 갖는데, 이때 구름 입자들은 전기적으로 서로 다른 성질을 띕니다. 그러다가 전하의 갯수를 맞추기 위해서 입자간 전하 이동이 생기게 됩니다. 이를 방전 현상이라고 합니다. 이때 아주 높은 열 에너지와 빛 에너지가 발생하고, 여기서 발생한 빛 에너지가 바로 번개입니다. 천둥(우레)은 ‘공기 중의 전기 방전에 의하여 발생하는 소리’입니다. 즉, 절연체인 공기가 순간적으로 팽창해 나는 소리가 천둥입니다. 이 둘을 아울러 ‘뇌전’이라고 합니다.
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우리나라에서도 오로라가 발견될 수 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.오로라는 태양에서 방출된 플라즈마 입자가 지구의 자기장에 의해 대기로 진입하면서 공기 입자와 충돌하여 만들어내는 현상입니다.오로라가 가장 자주 보이는 곳은 남극및 북극 양극지방의 지구자기위도 65∼70도의 범위로서 이 지역을 오로라대(auroral zone)라고 합니다. 오로라대보다 고위도(극관지역)나 저위도에서의 출현빈도는 감소합니다.따라서 우리나라에서는 오로라를 볼 수가 없습니다.
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자외선 소독기의 원리는 무언인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.자외서ㄴ의 살균 원리에 대해 설명해 드리겠습니다. 자외선은 200nm ~ 300nm 의 파장에서 강력한 살균 효과를 나타냅니다. 자외선이 DNA에 흡수되어 구조를 파괴하고 살아있는 세포들을 비활성화합니다. 바이러스, 박테리아, 효모, 곰팡이와 같은 미생물들은 자쇠선에 의해 몇 초안에 무해하게 됩니다.
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멀티선으로만으로 연결해서 서울에서 부산까지 연결한다면 전기를 쓸수있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.멀티선으로 서울에서 부산까지 연결만 한다면 전기를 쓸 수 있겠죠. 하지만 그렇게 비효율적으로 전기를 사용하지는 않을 것입니다.
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빛의속도를 줄일 수 있다고 하는데 극단적으로 줄일 수도 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.빛의 속도는 매질에 따라 속도가 줄수는 있지만 그것도 한계가 있습니다. 광속을 100m/s로 만들거나 비행기운행 속력으로 줄이는 것은 불가능 할 것입니다.
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계란을 삶을 때 왜 어떤건 잘 벗겨지고 어떤건 잘 안벗겨지나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.많이들 계란을 삶을 때 상온에 20~30분 정도 미리 꺼내두면 좋다고 합니다. 그 이유는 온도 차에 의해 계란이 깨지지 않도록 하기 위해서입니다. 냉장고의 계란은 보통 5℃정도의 차가운 상태로 존재하는데요! 끓는 물에 차가운 상태의 계란을 바로 넣으면 갑작스러운 큰 온도변화로 인해 계란 껍데기가 쉽게 깨지게 됩니다. 차갑게 식은 유리컵에 뜨거운 물을 갑자기 부으면 깨지는 것과 비슷한 원리입니다.그렇다면 식초와 소금은 왜 넣는 걸까요?식초와 소금을 넣으면 더 맛있다든지, 껍데기가 잘 까진다는 의견도 있지만, 사실 다른 역할을 하는데요. 식초와 소금은 계란을 삶는 중 혹시라도 깨졌을 때, 많이 퍼지지 않고 모양을 유지하는데 도움을 주는 역할을 합니다.계란 껍데기를 잘 까기 위해서는 삶은 직후 찬물에 넣어두는 것이 가장 효과적인데요! 그 이유는 무엇일까요? 계란을 삶을 때, 껍데기 안에서 팽창한 흰자는 껍데기 안쪽의 ‘난각막’과 달라붙게 됩니다. ‘난각막’과 단단하게 달라붙은 계란 껍데기는 쉽게 까지지 않아 계란에 상처 나기가 쉬운데요, 찬물에 담가두면 안쪽의 막과 흰자가 수축에 의해 분리되면서 껍데기가 잘 까진다고 합니다.
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다이아몬드는 어떤 원소로 이루어져 있는지 알려주세요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.연필심과 다이아몬드는 같은 탄소원자(C)로 구성되어 있지만 원자의 배열이 다를 뿐입니다다이아몬드는 정사면제 구조를 하고 있어요.
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