금속 중에 형상기억합금은 어떤 원리로 구부려도 원래대로 돌아오나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.형상기억 합금은 특별한 성질을 가진 금속 합금으로, 기계적인 변형이나 열변형 등으로 인해 변형된 상태에서도 원래의 모양으로 돌아갈 수 있는 능력을 지녔습니다. 이러한 성질은 합금 내부의 미세한 조직 구조와 결정 구조에 기인합니다.일반적으로 형상기억 합금은 니켈, 티타늄, 구리 등의 금속을 기본으로 합금한 것입니다. 이러한 금속들은 냉각 과정에서 어느 정도의 결정 구조를 갖추고 있으며, 이러한 결정 구조가 높은 형상기억 합금의 특성을 결정합니다.또한, 형상기억 합금은 일정 온도 이상에서는 기존의 결정 구조에서 전이를 일으켜 새로운 결정 구조를 형성합니다. 이 때, 금속 합금이 가지고 있는 기억된 형상이 새로운 결정 구조로 유지되면서 기계적인 변형이나 열변형 등으로 인해 변형된 상태에서도 원래의 모양으로 돌아가는 능력을 가집니다. 이러한 성질은 형상기억 합금이 센서, 액추에이터, 메모리 등 다양한 분야에서 응용되는 기술 소재로 사용되는 이유 중 하나입니다.
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유클리드 우주 망원경이 관측한 사진에서 특별한 것이 나왔나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.유클리드가 다른 우주망원경 대비 특별한 점은 우주를 한 자리에서 바라보며 매우 선명한 가시광선과 적외선 이미지를 넓게 담아낼 수 있다는 점 입니다. 이 선명한 이미지들을 모으고 분석해 진정한 우주의 지도를 만드는 것, 인류가 우주 탐사를 위해 필수적으로 요구되는 중요한 프로젝트의 첫 발을 내딛은 결과가 눈앞에 다가옵니다.ESA는 유클리드의 첫번째 풀컬러 이미지 5장을 공개했습니다. 이번에 공개된 이미지에는 유클리드의 광학 관측 능력과 기체가 지닌 무궁무진한 가능성을 보여줍니다. 공개된 이미지에는 가까운 곳에 위치한 밝은 별부터 먼 곳에 위치한 희미한 은하의 모습까지 선명하게 담아냈습니다.
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번개는 어떻게 구름에서 생성되는 것인가요.?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.번개는 구름내에서 일어내는 방전현상으로 지표면이 가열되어 강한 상승기류가 나타나고 상승기류에 의해 올라간 공기는 구름 속에 있는 물방울을 분리시킵니다. 이때 물방울은 양전하와 음전하로 분류가 되고 음전하를 띤 물방울이 구름의 아래에 쌓이게 됩니다. 많아진 음전하는 양전하가 있는 곳으로 떨어지려 합니다. 건물이나 나무 등 뽀족한 곳은 음전하가 떨어지기 좋은 곳으로 피뢰침을 설치하는 이유이기도 합니다. 지상으로 음전하가 떨어지는 것을 방전이라 하고 이때 엄청난 열과 빛 그리고 에너지를 동반합니다.
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인공지능은 어떤 원리로 동작하나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.인공지능 작동 원리는 머신러닝과 딥러닝에 의해 작동됩니다.1) 머신러닝머신러닝은 인공지능의 핵심 구성 요소입니다. 머신러닝은 기계가 데이터를 학습하고 경험을 통해 스스로 학습하는 알고리즘입니다. 이를 위해 기계는 데이터를 분석하고 패턴을 파악하여 예측 모델을 구축합니다. 이러한 모델은 새로운 입력 데이터에 대한 예측을 수행하거나 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 머신러닝은 지도 학습, 비지도 학습, 강화 학습 등의 다양한 방법으로 구현될 수 있습니다.2) 딥러닝딥러닝은 머신러닝의 한 분야로서 인공 신경망을 기반으로 합니다. 딥러닝은 인간의 뇌 구조를 모방한 인공 신경망을 사용하여 데이터를 처리하고 학습합니다. 이러한 신경망은 다층 구조를 가지며, 입력층, 은닉층, 출력층으로 구성됩니다. 각 층은 뉴런으로 구성되어 있으며, 뉴런 간의 연결 가중치를 조정하여 입력 데이터에 대한 패턴을 학습하고 예측합니다. 딥러닝은 이미지 인식, 음성 인식, 자연어 처리 등 다양한 영역에서 뛰어난 성능을 보여주고 있습니다.
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HDD, SSD 등에 데이터 저장 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우선 HDD는 자기적인 방식을 이용하고 SSD는 전기적인 방식을 이용한다는 차이가 있습니다. HDD는 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)의 약자로, 과거 유행했던 LP판과 축음기의 동작과 유사합니다. LP판이 돌아가면, 축음기의 바늘이 LP판에 새겨진 진동 정보를 전달해 음악이 재생됩니다. 마찬가지로 HDD도 정보를 저장하는 '플래터'와 정보를 찾는 '헤드'로 구성되어 있으며, 헤드가 플래터를 탐색합니다. 탐색 후 플래터의 정보를 컴퓨터에 전달하거나 컴퓨터가 보내는 신호를 플래터에 저장합니다.SSD는 'Solid State Drive'의 약자입니다. 고체 상태 저장소라는 뜻으로, 여기서 말하는 고체는 반도체입니다. 반도체의 트랜지스터의 전기적 성질을 이용합니다. 트랜지스터는 전류를 흐르게 하거나 차단하는 '스위치' 역할을 합니다. 전기 신호가 가해지면 SSD 셀에는 전자가 저장되게 되고, 이를 기준으로 전류를 통제함으로써 디지털 신호를 표현하는 것입니다. 이러한 기술은 이미 USB 등에서 상용화됐습니다. 따라서 SSD를 일종의 대용량 USB로 볼 수 있습니다.
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진짜지폐 가짜지폐는 어떤 원리로 알수 있죠?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.위조지폐는 우리 주변 기기만을 활용해 쉽게 위조가 가능하다고 해요. 실제로 작년 한 해 동안 발견된 위조지폐는 대부분 컴퓨터와 컬러 프린트 등 디지털 기기를 이용해 화폐를 복제했다네요. 지금부터 조금만 신경 쓰면 알 수 있는 위조지폐 구별법을 알려드릴게요. 가장 쉬운 방법인 숨은 그림 찾기입니다. 만 원권의 경우 빛에 비춰보면 숨어있는 세종대왕이 모습을 나타내며, 오만원권은 심사임당 초상이 보여야 해요. 앞, 뒷면을 분리한 뒤 분리된 지폐에 위조된 면을 부착하는 정교한 수법으로 제작되는 경우도 있으니 세종대왕과 심사임당이 보인다고 해서 바로 지갑에 넣으시면 절대 안 돼요. 빛으로 1차 확인했다면, 이제는 홀로그램을 확인해야 합니다. 띠형 홀로그램은 보는 각도에 따라 태극마크와 우리나라 지도 혹은 4괘의 3가지 무늬가 띠의 상중하 3곳에 번갈아 나타난다고 하네요. 지폐를 상하로, 좌우로 움직이면서 홀로그램을 꼭 확인하셔야 해요. 그래도 못 믿겠다고 생각하시는 분들은 오만원권의 움직이는 태극무늬와 만 원권의 숨은 은선을 찾아보시는 걸 추천합니다.
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내진 설계는 어떤 원리로 되는 건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.내진설계라고 다 같은 방법은 아닙니다. 어떤 구조로 했는지에 따라 그 원리가 조금씩 차이가 납니다.1.내진구조- 간단한 구조인데 전체적인 구조나 내부 시설물이 파산되지 않도록 튼튼히 짓는 방식으로, 건축물 내에 철근 콘크리트의 내진벽과 같은 부재를 설치해 흔들림에도 붕괴되지 않도록 튼튼하게 짓는 것입니다. 다만 대규모 지진까지 버텨내기는 어려운 구조하네요.2. 면진구조- 지진으로 발생하는 진동의 주기를 길게 변화시켜 건축물에 가하는 에너지를 원리로 만들어진 것입니다. 건축물과 지반을 분리시키는 방법(장치 또는 특정 구조물 위에 건축을 올리는 방식으로)을 쓰는데 부드러운 물질(고무 등)이나 구슬 형태의 구조물 등이 있습니다.(면진층이란 것이 있음) 지진이 발생하면 진동이 완화돼 전달되어 비교적 안전하다네요.3. 제진구조- 지진으로 전달되는 진동을 감지하고 그에 따라 대응하는 힘 또는 진동을 줄어거나 구조물의 강성, 감쇠 등을 제어해 피해를 줄이는 구조입니다. 그러니깐 급정거할 때 사람들은 앞으로 넘어지지 않으려면 근육에 힘을 주어 뒤로 힘을 가하는 것을 생각하면 됩니다.
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소리중에서 고음과 저음중 어느것이 멀리까지 전달되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.멀리 있는 소리를 들었을 때 고음보다 저음이 더 잘 들리는 이유는 진동에너지에서 열에너지로 변환되는데 고주파수와 저주파수와의 변환 속도가 달라서 입니다.고주파수를 가진 고음이 저주파수보다 빠르게 열에너지로 변환되기 때문에 비교적 저음이 고음보다 더 멀리 간다고 볼 수 있습니다.주파수에 따라 음속변화는 없습니다. 고음보다 저음이 잘 들리는 이유는 둘의 음속차이가 아닌 에너지의 손실에 차이가 있어서 그렇습니다.
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자는 동안 꾸는 수많은 꿈들을 기억못하는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.정상적으로 우리는 누구나 다 하룻밤 중에 꿈꾸는 렘수면이라는 단계를 4번혹은 5번을 거쳐 지나가게 되어 있습니다.그런데 램수면 단계에서 다시 깊은 수면 단계로 잘 들어간 경우에는 이것이 기억에 저장이 되지 않아 잠을깬후 꿈 을 기억하지 못합니다.그렇지만 렘수면 이라는 꿈꾸는 수면단계 뒤에 어떤 이유에 의해서건 여러 차례 깊은수면에 들어가지 못하면 그때마다 꿈들이 기억에 저장 될 수 있습니다.이런 경우에는 아침에 일어났을 때 여러 개 꿈을 꿨다라고 기억이 납니다.결론적으로 꿈을 꾸지 않고 잔날이 깊은 잠을 더 잘 잤다라고 보시면 됩니다.
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위성, 항성, 행성은 어떤 차이인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.항성은 태양처럼 핵융합 반응을 하여 스스로 빛과 열을 방출 할 수 있는 천체를 말합니다.행성은 지구처럼 그 항성을 중심점으로 공전하는 천체를 말합니다. 위성은 달처럼 행성을 중심으로 공전하는 천체를 말합니다.
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