어떻게 태양광 발전이 작동하며, 태양 에너지를 전기로 어떻게 변환하는지 설명해주세요.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.태양광발전은 태양광전지를 이용하여 태양빛에서 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식입니다.태양광전지는 P형 반도체와 N형 반도체의 2종류의 실리콘 반도체를 겹친 구조로 되어 있는데, 여기에 태양광이 쬐어지면, 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양광전지에 정공과 전자가 발생합니다이렇게 발생한 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하고, 그 때문에 전류가 흐르게 되는 것입니다.
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정상파 실험에 대해 이해안되는게있어요
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.정상파란 어떤 방향으로도 진행하지 않고 제자리에서 진동하는 파동을 의미합니다.파장과 진폭, 진동수까지 모두 같은 두 파동이 서로 반대 방향으로 진행하려 하면 두 파동이 중첩되며 이동하지 않는 것처럼 보이는 것이죠.이 때 매질이 가장 크게 진동하는 부분은 배라 하고, 매질이 진동하지 않는 부분을 마디라고 합니다.정상파 실험에서 줄에서 정상파를 관찰할 때 진동기로 발생시킨 진동이 사라지지 않고 다시 돌아오는 이유는 정상파의 원리 때문인데요, 앞서 설명드린대로 정상파는 제자리에서 진동하는 파동으로 보이지만 두 파동이 서로 다른 방향으로 진행하면서 중첩되어 이동하지 않는 것처럼 보이기 때문입니다.
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양자 컴퓨터는 어떻게 동작하며, 어떤 원리를 기반으로 하고 있나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.현재 컴퓨터는 물리적인 한계로 터널링 효과가 발생하고 이를 극복하기 위한 것이 바로 양자컴퓨터입니다.간단히 설명하자면 현재 컴퓨터는 트랜지스터가 보낸 전자적 신호가 통로를 지나야 하는데 그 통로가 너무 좁아 신호를 담당하는 전자가 통로 밖으로 튕겨 나갑니다. 이를 터널링 효과라 합니다.그래서 고안된 것이 양자컴퓨터입니다. 양자컴퓨터는 트랜지스터가 아닌 양자를 연산의 매개체로 사용합니다. 최근 자주 들리는 퀀텀이라는 것이 바로 이 양자컴퓨터의 단위인 '퀀텀 비트'입니다.이 양자 컴퓨터의 한계점이라면 역시 경제적인 부분입니다. 너무 고가이고 현재 구현가능성에 대한 의문이 있습니다. 하지만 구현이 된다면 지금 사용하는 컴퓨터 속도보다 훨씬 높은 연산력을 보여줄 것입니다.
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기차는 무게가 상당히 많이 나갈텐데요. 이 육중한 기차가 코너를 돌때 쓰러지지도 흔들리지도 않는 과학적 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.선로와 기차의 설계 덕분입니다.기차에는 중심선을 따라 설계된 최소 곡선 반경이라는 것이 있습니다. 이것은 기차의 중심선을 따라 설계할 수 있는 최소 반경을 말하는데 기차 선로의 두개 레일의 고도 차이에 따라 곡선의 최대 안전 속도를 결정합니다.그리고 기차가 곡선을 쓰러지지 않고 빠르게 지나갈 수 있도록 곡선 안쪽으로 살짝 기울어지게 설계를 합니다. 이는 마치 오토바이가 커브를.지날 때 몸을 옆으로 눕는 것과.같은 것이죠.즉 선로를 곡선 반경에 따라 열차의 속도를 높이도록 하고 살짝 기울어지게 설계하여 커브에서도 기차의 속도를 최소한으로 줄이며 쓰러지지 않고 통과하는 것입니다.
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전투기의 유도탄은 어떤 원리로 상대편 전투기를 추적하는 것인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.미사일의 종류에 따라 그 유도방식이 달라집니다.열유도방식의 경우 목표물이 생성하는 열을 추적하는 방식입니다.그리고 레이저 유도 방식은 목표물을 향해 레이저를 발사하면 미사일이 이를 추적해서 목표를 타격하는 방식입니다. 과거에는 명중율이 매우 낮았지만, 최근에는 레어지 기술과 컴퓨터 기술의 발달로 상당히 높은 정확도를 자랑하는 유도방식입니다.
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위성의 정지궤도는 무슨말인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.정지궤도는 지구의 적도 상공 35,786km의 궤도를 말합니다.이 궤도에서 공전하는 위성은 지구의 자전 속도와 같은 속도로 공전하기에 지구에서 보면 항상 같은 위치에 있는 것처럼 보입니다.이 때문에 정지궤도라고 불리는 것입니다.보통 통신, 방송 위성이 이 궤도에 위치하게 됩니다.
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차유리는 왜 일반유리처럼 파편이 튀지않나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.자동차 유리는 안전유리이기 때문입니다.그리고 보통 자동차용 안전유리는 접합유리와 강화유리로 나뉩니다.그 중 말씀하신 유리는 접합유리인데요, 접합유리는 두장의 유리 사이에 PVB 필름을 사용하여 접합한 유리로, 유리에 충격이 가해져 깨지더라도 PVB에 의해 파편이 튀지 않도록 방지해줍니다.
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풍력발전기 작동되는원리 어떻게되나요
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.풍력발전은 바람의 운동에너지를 회전에너지로 변환하고, 이를 발전기를 통해 전기에너지로 바꾸는 것입니다.풍력발전기는 회전날개와 허브, 풍력 전달 장치, 발전기, 컨버터 등으로 구성되어 있으며 발전 효율은 입사 풍속과 탈출 풍속의 차이에 따라 달라지게 됩니다.
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세균과 바이러스의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.우선 세균은 하나의 세포입니다. 하지만 바이러스는 크기가 작은 DNA나 RNA가 단백질 외피에 둘러 쌓여 있는 모습입니다.세균은 온도, 습도, 영양성분 등 환경이 맞다면 자체 증식 가능하지만 바이러스는 반드시 숙주가 있어야만 증식이 가능합니다.세균에 의한 발병은 일정 수 이상의 증식 이후 발병이 되지만 바이러스는 세균에 비해 미량으로도 발병이 가능합니다.그리고 세균은 항생제 등을 통해 치료 가능 하며 일부 균은 백신이 개발되어 있습니다. 하지만 바이러스는 변이가 심해 일반적인 치료법으로는 치료가 되지 않고 지속적으로 치료법이나 치료약물의 변경 및 병행이 필요합니다.
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술을 마시면 어지러움증을 느끼는데, 어떤 성분이 이러한 현상을 유발하나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.술의 알코올이 체내에서 분해되며 만들어지는 아세트알데히드에 의해 일부 신경계 세포의 기능에 발생하기 때문입니다.술을 마시면 술에 포함된 알코올이 위장에서 흡수되어 혈액 속으로 들어가 간으로 운반된 후 알코올 탈수효소에 의해 분해되어 아세트알데히드로 바뀌게 됩니다. 그리고 보통 아세트알데히드는 다시 분해효소에 의해 아세트산과 물로 분해되어 소변으로 배출됩니다.하지만, 아세트알데히드가 몸 밖으로 배출되지 못하고 잔여분에 의해 신경계 세포가 영향을 받고 정신이 몽롱해지거나 말씀하신 어지럼증이 생기고 속이 울렁거려 구토를 일으킬 수 있습니다.
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