스마트폰의 터치 스크린이 작동하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.스마트폰의 터치방식은 갑압식과 정전식이 있습니다.감압식은 화면을 누르는 압력을 감지하여 인식하는 방법으로 과거에 많이 사용된 방식입니다.그리고 정전식은 손끝에 흐르는 미세한 전기를 인식하는 방식으로 최근 나오는 대부분의 스마트폰이 사용하는 방식입니다.
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태양계의 중력이 작용하는 범위는 어디까지인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.이론적으로 보면 태양의 중력이 작용하는 범위는 무한대입니다.하지만, 거리가 멀어질수록 중력의 크기는 작아지기 때문에 멀어지면 멀어질수록 감지조차 할 수 없을 정도로 작아지게 되며, 이는 뉴턴의 만유인력 법칙에 따른 것으로, 두 물체 간의 중력은 두 물체의 질량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다.태양계 내에서는 태양의 중력이 가장 강하게 작용하는 범위를 보면, 태양의 중력은 해왕성과 명왕성까지라고 할 수 있을 것이고 이러한 중력의 범위 덕분에 태양계의 행성들은 안정적으로 태양 주위를 공전 할 수 있는 것이죠.
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돼지의 심장을 이식한다는 것이 과학적으로 성공가능성이 얼마나 될까요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.돼지 심장 이식에 대한 연구는 계속 진행 중이며, 일부 성공 사례가 보고되었습니다.미국 메릴랜드대 의대 연구진은 유전자를 조작한 돼지 심장을 심장질환 환자에게 이식하는 두 번째 수술을 시행했으며, 심장을 이식받은 환자는 별다른 거부 반응 없이 한 달간 생존하였습니다. 그러나, 불행히도 이 환자는 수술 후 약 6주 만에 사망하였습니다.이 연구에서 사용된 돼지 심장은 인체의 면역시스템에 거부반응을 일으키는 3개의 돼지 유전자와 함께 돼지 심장의 성장과 관련한 1개 유전자가 제거되었으며, 인체가 돼지 심장을 인간의 심장으로 인식하도록 6개의 인간 유전자가 삽입되었습니다.이러한 결과를 바탕으로 보면, 돼지 심장 이식의 과학적 가능성은 존재하지만, 아직 많은 연구와 개선이 필요함을 알 수 있습니다.특히, 인체에서의 거부 반응과 관련된 문제를 해결하는 것이 중요한 과제로 남아 있습니다.따라서 현재는 성공 가능성이 매우 희박하지만, 점차 그 가능성은 매우 높아질 것으로 예상됩니다.
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무지개에 대해서 설명해주세요...?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.무지개는 햇빛이 대기 중의 수증기에 의해 굴절, 반사, 분산되면서 나타나는 기상학적 현상입니다.즉, 비가 온 뒤 공기 중 물방울이 프리즘의 역할을 하며 햇빛을 굴절시켜 발생합니다.그리고 무지개는 정확하게는 7가지 색상이 아닙니다. 프리즘으로 광분한 무지개는 207개의 색상으로 구분 되었습니다. 7가지 색상은 뉴턴에 의해 구분 된 것이죠. 우리나라는 조선시대까지 5색으로 구분했으며, 미국은 6색 등 국가마다 다양한 수로 무지개의 색을 표현했습니다.무지개는 본래 원형입니다.실제로 구 모양인 물방울의 표면 전체로 들어간 햇빛은 물방울 안에서 굴절하고 또 파장별로 다르게 진행하게 됩니다.그리고 이 입체 물방울에서 반사되어 나오는 빛은 입체인 둥근 띠 모양의 원이 되며 이때 빨간색 빛은 중심각이 42도인 원 모양, 보라색 빛은 중심각이 40도인 원 모양으로 퍼져 나오므로 이들이 합해져 둥근 띠 모양의 무지개가 되는 것입니다.하지만 나머지 부분이 지표면으로 가려지기 때문에, 그리고 우리가 보는 방향이 한 면이기 때문에 반원의 평면처럼 보이는 것입니다.만일 높은 하늘에서 무지개를 보게 된다면, 무지개의 모양은 둥근 띠 모양으로 보이게 됩니다.
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과자식감에 대해 화학적으로 알려주세요!
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.바삭한 과자와 부드러운 과자의 식감 차이는 주로 그 제조 과정과 재료에 따라 달라집니다.바삭한 과자의 식감은 주로 전분과 물, 지방이 구성하는 복합 식감입니다. 특히, 전분은 수분을 잃게 되면 딱딱해지며, 이것은 열에 의한 전분의 순간적인 노화 때문에 나타나는 현상입니다. 노화된 전분은 특유의 약간 질기면서도 딱딱한 물성을 가지고 있기 때문에 이런 딱딱한 노화 전분을 먹게 되면 사람들이 바삭하다고 느끼게 됩니다.부드러운 과자의 식감은 그 제조 과정에서 수분과 지방 함량, 그리고 가열 방법 등이 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 초코파이나 몽쉘 같은 과자는 마시멜로와 같은 부드러운 충전재와 초콜릿 코팅으로 만들어져 있는데, 이러한 부드러운 충전재는 수분과 설탕, 그리고 기타 재료를 가열하고 섞어 만들며, 이 과정에서 생성되는 기체가 부드러운 식감을 만들어냅니다.따라서 바삭한 과자와 부드러운 과자 사이의 주요 차이점은 그 제조 과정과 재료, 그리고 그 결과로 생기는 다른 물리적 구조에 기인하는 것입니다.
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음식의 칼로리는 어떤 방식으로 측정하나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.상당히 무식한 방법이라 할 수도 있지만 태워서 측정합니다.1칼로리의 정의는 물 1g의 온도를 1도 올릴 때 드는 에너지양입니다. 그리고 음식의 열량을 따질 땐 물 1kg의 온도를 1도 올리는 열량인 1킬로칼로리(kcal, Cal)를 사용합니다.우리가 사용하는 음식의 칼로리 계산법은 19세기 미국의 농예 화학자인 윌버 올린 애트워터가 고안한 애트워터계수를 활용합니다. 이는 사람들이 필요한 열량을 섭취할 수 있도록 하기 위해 만든 계산법으로 실제 식품 표본을 태워서 발생하는 열에너지를 측정하는 것입니다.
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화성의 자기장을 형성하기 위해서는 어떤 방법을 사용해야 하나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.화성의 자기장을 형성하는 방법에 대해 몇 가지 방법이 제시되고 있긴 합니다.NASA의 행성과학부 짐 그린 박사는 L1 라그랑주 포인트에 자기장 발생 장치를 설치해 인공적으로 자기장을 만들자는 의견을 냈는데, 라그랑주 포인트는 천체들 간의 중력이 균형을 이루어 중력이 0이 되는 지점입니다.그리고 최근 연구에 따르면, 화성 핵 주변에 녹은 외부 핵물질이 존재할 경우 내부 전류가 생성되어 화성의 자기장이 형성될 수 있다는 것입니다. 이 가설은 아직 실험적으로 검증되지 않았지만, 화성 자기장을 형성할 가능성이 없진 않다는 것을 시사하는 것이죠.이러한 방법들은 화성의 대기를 만들고, 기온을 상승시키며, 화성의 얼음을 녹이는 등의 효과를 가져올 수 있습니다.하지만 이러한 방법들은 아직 연구 단계에 있을 뿐입니다.
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추운 겨울날 밖에 이불을 두면 이불이 눅눅해지고 젖나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.말씀대로 추운 겨울날에 이불을 밖에 두면 이불이 젖을 수 있는데,이는 상대습도, 기온, 바람 등 여러 요인에 따라 달라집니다.만일 상대습도가 높은 날이라면 공기 중의 물기가 이불에 스며들어 이불이 젖을 수 있고, 기온이 영하로 떨어지면 공기 중의 수증기가 얼어서 이슬이 생겨 이것이 이불에 스며들어 이불이 젖을 수 있는 것입니다.특히 건조한 겨울이라면 후자의 경우가 가장 큰 이유이기도 합니다.
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지구의 자전축이 기울어져있는건 지구에 어떤영향을 주나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.지구의 자전축이 기울어져 있다는 것은 지구의 계절 변화와 다양한 기후 패턴을 생성하는 데 중요한 역할을 합니다.우선 자전축의 기울기로 인해 계절이 변화합니다. 자전축의 기울기 각도에 따라 태양광 조사량이 변하므로 봄, 여름, 가을 및 겨울과 같은 계절이 생기게 됩니다.또한 기울어진 자전축으로 인해 극 지역에서는 극야나 백야 등이 발생하며 기울기 각도는 지구의 기후를 변화시키는데 적도 지역에서는 일 년 내내 태양 광선이 직각으로 들어오므로 일정한 기후를 가지고 있으나, 고위도 지역에서는 계절에 따라 기온과 일조량이 크게 변하게 됩니다.
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산소가 대기 중에서 어떻게 생성되고 유지되는지 알려주세요~
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.지구의 대기 중 산소는 주로 식물의 광합성과 광해리 두 가지 방법으로 생성됩니다.대부분의 산소는 해양 식물인 조류를 비롯한 식물들의 광합성에 의해 생성됩니다. 광합성은 식물이 이산화탄소와 물을 원료로 태양에너지의 도움을 받아 유기물을 만드는 반응인데, 이 과정에서 부산물로 산소가 생겨납니다.그리고 지구의 지각권과 상층 대기에서 자외선 복사에 의해 산소가 생성됩니다. 광해리는 대기권 상층부에서 일어나는 현상으로 물 분자가 자외선과 부딪치면 산소와 수소로 분리되는 반응입니다.이렇게 생성된 산소는 지구의 대기 중 21% 이상을 차지하게 되며, 이는 지구의 생명체들이 호흡하며 생존하는 데 필요한 요소이며 이 과정을 통해 산소가 소비되고 순환하게 됩니다.그러나 지구 탄생 후 첫 20억 년 동안 공기 속에는 산소가 거의 없었습니다.연구결과에 의하면, 공기 중에 산소가 갑자기 크게 증가했던 사건은 원생누대에 두 번에 걸쳐서 일어났는데 한번은 고원생대인 24억∼20억 년 전이었고, 다른 한번은 신원생대의 8억∼6억 년 전이었습니다. 이를 각각 '제1차 산소혁명사건' 그리고 '제2차 산소혁명사건'이라합니다.제1차 산소혁명사건 기간에 산소가 크게 증가했다는 증거는 24억∼20억 년 전의 암석에 다양한 형태로 남겨졌습니다. 바로 광합성 활동을 하는 가장 원시적인 생물인 남세균이 출현한 것이죠.하지만, 제2차 산소혁명사건으로 신원생대 기간 중에 공기 중 산소 함량이 크게 증가했다는 사실은 학계에서 모두 인정하고 있지만, 산소가 갑자기 늘어난 정확한 시기와 메커니즘에 대해서는 아직까지도 학자들 사이에 의견이 크게 갈리고 있습니다.
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