적외선 카메라로 어두운 곳을 보는 과학적 원리는 무엇인지요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.적외선 카메라는 적외선 영역에서 빛을 감지하는 센서를 사용하여 촬영을 수행합니다. 적외선 영역은 우리가 볼 수 없는 파장의 빛으로, 적외선 카메라는 이 파장의 빛을 감지하여 화면으로 출력합니다. 모든 물체는 온도에 따라 적외선을 방출함에 따라서 적외선 카메라는 이 방출되는 적외선을 감지하여 이미지를 생성합니다. 이는 어두운 곳에서도 적외선을 방출하는 물체를 감지할 수 있기 때문에 가능합니다.적외선 카메라는 적외선 영역에서 빛을 감지하기 때문에 일반적인 카메라와는 달리 조명이 없어도 촬영이 가능합니다. 그러나 적외선 카메라는 물체의 열 방출을 감지하기 때문에 온도가 차이나는 물체만을 촬영할 수 있으며, 일반적인 카메라보다 해상도가 낮을 수 있습니다.
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컴컴한곳을 지날때 차에 불이 켜지는 원리는 어떻게되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.오토 라이트 컨트롤 시스템이 적용된 차들은 어디에서 빛을 감지하는 걸까요? 차량 주변 빛의 밝고 어두운 정도를 감지하는 센서는 윈드 실드 (앞유리) 상단에 위치하거나 윈드 실드 아래쪽인 센터패시아 정중앙에 위치하는 방식 등 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다. 이렇게 차량 주변의 빛을 감지하는 센서를 ‘일사 센서’라고 부르는데요. 이 센서는 빛의 세기에 따라 전기적인 성질이 변하는 포토다이오드의 원리를 이용하고 있습니다. 포토다이오드는 광센서의 일종으로 빛의 양에 따라서 저항값이 변하는 특성이 있죠. 일사 센서는 이러한 저항값의 변화를 전류 혹은 전압으로 변환해서 오토 라이트 컨트롤러가 차량 주변이 낮인지 밤인지 또는 터널이나 지하주차장인지를 판단하는 기준을 제공합니다.
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우리나라에서 최초로 개발한 신약이 있는가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.통상적으로 문호 개방 이후를 우리나라에서 근대 제약 산업이 시작된 시기로 보는데, 이 출발선에 섰던 것이 지금 우리에게도 익숙한 동화약품 ‘활명수’입니다. 1897년 조선 국왕의 경호실인 선전관 출신 민병호가 동화약방을 세웠고 우리나라 최초의 신약인 활명수도 세상에 모습을 드러냈습니다. 궁중에서 사용되던 비방을 토대로 전통 한약재를 넣고 멘톨과 같은 서양 약재를 첨가해 특유의 알싸한 맛을 낸 위장장애·소화불량 치료제였습니다.
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시멘트의 경우 일정 시간이 지나면 딱딱하게 굳어지는데, 어떤 원리에 의해서 굳어져서 강도가 높아지는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.탄산칼슘은 이산화탄소가 섞인 물과 만나면 액체가 되었다가 수분과 이산화탄소가 증발되면서 다시 굳어집니다. 종유석, 석순 등은 석회석이 빗물과 같이 약산성을 띈 물에 녹았다가 굳어 형성된다. 시멘트는 바로 이러한 원리, 곧 탄산칼슘이 녹고 뭉치고 다시 굳는 원리를 이용하여 만들어졌습니다.시멘트가 물과 만나 화학적으로 반응해서 단단한 결합재로 변하는 과정은 천천히 일어납니다. 시멘트 입자가 물과 만나야 반응하기 때문에 수화반응은 시멘트 입자 표면에서 시작됩니다. 뻥튀기 하듯이 폭발적으로 일어난다면 순간적으로 굳겠지만 수화반응은 그렇게 일어나지는 않습니다.
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미역은 식물이 아니라는데 김은 식물인 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.미역은 과거에 식물로 분류되었습니다. 물론 지금도 미역을 단순히 수생식물 정도로 생각하는 사람들이 많지만 식물이 아닙니다. 유전자 감식 결과 미역의 식물같은 외양은 식물과는 따로 발전되었던, 외향적 형질로 밝혀졌습니다.김은 해조류로 분류됩니다. 해조류는 해양에서 자라는 다양한 종류의 식물로, 해조류는 북극에서부터 열대지방까지 전 세계적으로 분포하며, 물고기, 조개 등의 해산물과 함께 인간의 식생활에서 중요한 역할을 합니다. 김도 일종의 해조류이며, 일반적으로 한국, 일본, 중국 등의 아시아 지역에서 많이 소비되고 있습니다. 김에는 단백질, 미네랄, 비타민 등이 풍부하게 함유되어 있어, 건강에 좋은 식재료로 평가되고 있습니다.
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발효와 썩는것은 무슨 차이인가요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.유기물의 부패는 해로운 변질인 반면, 발효는 이로운 변질입니다. 모두 균이 증식하는 현상이라는 공통점이 있죠. 부패는 식품이 미생물, 세균의 번식에 의해 분해를 일으키는 것을 말하는데요. 쉽게 말해 단백질이 썩는 것입니다. 그러면 아민, 암모니아가 만들어지면서 악취가 풍기고 유해한 독성 물질이 발생합니다. 구체적으로는 유기물 속의 단백질이 팹톤, 폴리펩타이드, 아미노산 등으로 분해되고, 황화수소가스(H₂S), 암모니아가스(NH₃), 아민, 메탄이 생성됩니다.발효 역시 미생물이 작용하여 식품의 성질을 변화시키는 현상입니다. 하지만 포인트는 유익한 변화라는 점이죠. 막걸리나 빵처럼 효모에 의한 ‘알코올 발효’, 김치와 요구르트처럼 젖산균에 의한 ‘젖산발효’, 산소가 거의 없는 환경에서 일어나는 ‘혐기성 발효’ 등 발효에도 여러가지 유형이 있습니다. 엄밀히 말하면 부패처럼 유기물이 변질된 것이지만 바람직한 변화이기 때문에 우리는 발효를 두고 “썩었다”고 표현하지 않습니다.
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페스트도 여러종류가 있다던데요. 어떠한 종류가 있으며 어떤 페스트가 가장 위험한것인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.폐페스트 : 허파가 감염되면 폐렴 형태의 페스트가 발생합니다. 기침과 재채기를 유발하며, 이를 통해 공기 중에 박테리아 세포가 함유된 액체 분말을 살포합니다. 이 분말을 흡입한 사람은 누구든 감염이 일어날 수 있다. 폐페스트는 잠복기가 2~4일 정도로 짧으나, 때로는 불과 몇 시간 만에 잠복기가 끝날 수도 있습니다. 초기 징후는 두통, 몸살, 객혈, 토혈 등으로 다른 호흡기 질환과 구분할 수 없습니다. 병의 진전은 매우 빠릅니다. 적절한 시간, 대개 몇 시간 안에 진단을 받고 치료하지 않으면 하루에서 엿새 사이에 사망합니다. 치료받지 않은 경우의 치사율은 100%에 달합니다.패혈성 페스트 : 림프액이 혈액 속으로 스며들어 가면, 페스트 박테리아는 혈관을 통해 신체 모든 곳으로 퍼져나갑니다. 박테리아의 내독소가 파종성 혈관 내 응고(DIC)를 일으키면 전신에 작은 응혈이 생기고 응혈을 중심으로 허혈성 괴사(혈액 순환이 되지 않아 조직이 썩어 들어가는 것)가 일어날 수 있는데, 이를 패혈성 페스트라 합니다. DIC로 인해 신체의 혈액 응고 성분들이 고갈되고, 더 이상 출혈을 제어할 수 없어지면 피부와 다른 장기에도 출혈이 일어나 붉거나 검은 발진과 객혈 및 토혈을 유발합니다. 벌레에 물린 것 같은 혹이 피부에 나는데, 대개 그 색깔은 붉은색이고 중앙은 흰색일 때도 있습니다. 치료받지 않으면 패혈성 페스트는 치명적입니다. 조기에 발견해 항생제 치료를 받으면 치사율을 4~15퍼센트까지 떨어뜨릴 수 있습니다.
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태풍의 발생이 지구의 자전과 관련이 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태풍은 남·북위 5°~25° 사이의 열대 해상의 바닷물의 온도가 27℃가 넘는 지역에서 만들어지는데요. 바닷물의 온도가 높아지는 봄부터 가을까지 열대 해상에서는 북동무역풍과 남동무역풍이 만나게 돼요. 그 바람들이 위로 솟구쳐 오르면서 구름 덩어리를 만들기도 한답니다. 구름 덩어리 속에서 우연히 소용돌이가 생기면 이 소용돌이가 열대 해상의 수증기를 빨아들이면서 몸집이 커지는데요. 수증기가 공급해 주는 에너지를 이용해서 태풍은 점점 커지게 되는 거에요. 태풍은 따뜻한 해상을 지나오면서 세력이 커지기도 하고, 차가운 바다나 육지를 지나면서 세력이 작아지기도 해요.태풍이 만들어지기 위해서는 회전 운동이 필요한데 이는 지구의 자전에 의해서 얻어진답니다. 적도 부근에서는 지구의 자전에 의한 전향력이 생기지 않기 때문에 태풍이 만들어지지 않아요.
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눈이 많이 내리는 날은 왜 평소보다 소음이 안들리고 고요한걸까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.함박눈이 오면 함박눈이 소리를 흡수하기 때문에 주변의 소음이 적어집니다. 눈은 육각형의 결정 모양으로 이루어져 있습니다. 이 결정 사이사이에는 많은 틈이 생기는데, 이 틈이 흡음판의 구멍과 같은 역할을 합니다. 따라서 소리가 눈에 부딪히면 틈으로 들어가 흡수되어 사라지게 됩니다.특히 함박눈은 눈송이의 크기가 크고, 틈이 많기 때문에 소리를 더 잘 흡수할 수 있습니다. 따라서 함박눈이 내린 후에는 주변의 소음이 훨씬 적게 들리게 됩니다.
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우주나이가 137억년이라고 하는데 관측가능한 우주는 475광년 인 이유가뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.빅뱅우주론에 의하면 지금부터 138억 년 전에 대폭발이 있었고, 그 후 우주는 계속 팽창했습니다. 그러므로 빛이 여행할 수 있는 최장 거리는 빅뱅의 시작부터인 138억 광년입니다. 그런데 빅뱅 직후 우주는 인플레이션이라는 급팽창을 했기 때문에 계산보다 훨씬 더 커진 우주에서 실제로 빛이 여행한 거리는 138억 광년이 아니라 465억 광년이라고 합니다. 그것이 관측 가능한 우주의 반지름이므로 전체 관측 가능한 우주의 규모는 그 지름인 930억 광년입니다.
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