안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 너무 너무 신기합니다. 물감은 모든 색을 섞으면 검정이 되는데...
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.빛은 '광자'로 이루어져 그 스스로 밝기를 가지고 있습니다. 따라서 빛은 섞으면 점점 밝아집니다.그러나 색은 빛이 어떤 물체에 반사되어 우리 눈에 보이는 것으로, 물체는 빛을 받으면 일부분만 반사하고 나머지는 흡수됩니다. 이중에 흡수되지 않은 빛만 우리 눈애 들어와 우리가 볼 수 있습니다.. 특정 색깔의 물감은 특정 색깔의 빛만을 반사하고 나머지 색의 빛은 흡수합니다.따라서 색은 섞을 수록 더 많은 빛을 흡수해서 점점 더 어두워집니다.그래서모든 빛을 이루는 3원색의 빛을 합치면 모든 빛을 뿜게되어 가장 밝아지기 때문에 가장 밝는 흰빛이 되는 것이고모든 색을 이루는 3원색을 합치면 모든 색을 흡수해 가장 어두워지기 때문에 가장 어두운 검정색(어느 빛도 반사하지 않는)이 되는 것입니다.
전기·전자
Q. 안경은 처음에 어떻게 개발된 것인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.오늘날 안경이 개발되기 전 13세기 이탈리아 북쪽의 작은 섬 무라노(Murano)의 유리공장에서 시력보조기기가 발명됩니다. 무라노의 크리스탈러리는 블록렌즈에 나무 고리를 끼우고 최초의 원시적인 안경을 발명합니다. 머리에 고정하는 장치는 없었지만 쌍으로 만든 렌즈를 통해 시력장애를 극복할 수 있게 됩니다.
화학
Q. 태양광 발전설비가 늘어 전력 과잉생산으로 대규모 정전사태가 발생할 우려가 크다는게 무슨뜻인지요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.초과 공급이 더 심해지면 주파수에 좌우되는 터빈이 헛돌면서 발전소가 고장 나고, 전국 각지의 태양광도 설비 보호를 위해 발전을 중지하면서 정전이 일어납니다. 주파수를 사람의 맥박에 비유하면, 빈맥 현상으로 심장에 무리가 간 나머지 결국 심장이 멎는 셈입니다.태양광 전력장치는 태양이 있을 경우에만 출력이 나오게 됩니다. 이것은 주간에도 영향을 심하게 받습니다. 이것에 의존하여 전력설비가 되어 있으면, 즉 태양광 전력공급이 과잉이 되면, 태양광 출력이 감소하게 될 경우 그만큼의 보상을 기존의 발전으로 보강을 하여야 합니다. 기존 발전기가 이를 감당하지 못할 경우에는 전력이 부족하여 발전기의 전체 회전속도가 감소하게 되고, 이것이 주파수 감소로 표시가 되는 것입니다. 주파수가 변동한다는 것은 전력품질의 감소를 뜻합니다. 전력품질이란 전압과 주파수가 일정하게 유지하는 것을 의미합니다. 이것이 반복되어 결국은 발전기 정지하게 되는 상태에 이르게 됩니다. 이것이 대정전입니다.
전기·전자
Q. 비메모리 반도체는 정보처리용으로 쓰인다고 하는데, 주로 어디에 많이 적용 되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.정보를 저장하는 용도로 사용되는 메모리반도체와는 달리, 정보처리를 목적으로 제작된 반도체를 말합니다.D램, S램, V램, 롬 등이 메모리에 속하며, 중앙처리장치(CPU), 멀티미디어 반도체, 주문형반도체(ASIC), 복합형반도체(MDL), 파워반도체, 개별소자, 마이크로프로세서 등 메모리 이외의 모든 반도체를 비메모리라고 부릅니다.휴대전화의 CDMA칩이나 PC에 들어가는 CPU칩처럼 컴퓨터, 가전기기, 통신용 기기 등에 필수적으로 내장됩니다.
기계공학
Q. 딥페이크는 어떤 원리로 그렇게 정교한가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.딥페이크(deepfake)란 인공지능 기술을 활용해 기존에 있던 인물의 얼굴이나, 특정한 부위를 영화의 CG처리처럼 합성한 영상편집물을 말합니다. 과거 인물의 사진이나 영상을 조악하게나마 합성해 게시하던 것이 디지털 기술과 인공지능의 발전으로 몇 단계 정교해진 결과라 볼 수 있읍니다. 원리는 다음과 같습니다.합성하려는 인물의 얼굴이 주로 나오는 고화질의 동영상을 통해 딥러닝하여, 대상이 되는 동영상을 프레임 단위로 합성시키는 것입니다.병렬연산장치의 성능에 따라 속도와 품질이 결정됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 고양이와 삵은 똑같은가요? 차이점 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.삵과 고양이의 차이점은 생김새에 있습니다. 삵하면 떠오르는 무늬는 고양이에게선 쉽게 보기 힘듭니다. 또한 일반적으로 삵이 고양이보다 몸집이 조금 더 큽니다.또 하나는 개체 수의 차이입니다. 삵은 멸종위기종인 만큼 그 수가 상당히 적습니다. 그에 반해 고양이는 흔하게 볼 수 있습니다.공통점은 고양이와 삵 모두 고양잇과에 속하는 동물이라는 것입니다.그리고 동물적인 습성이 같습니다.
전기·전자
Q. SF공상과학 전쟁 영화를 즐겨 보고 있습니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.EMP는 강력한 전자기파로 근처의 전자기기들의 회로에 전자기파에 의해 유도된 전류가 기기의 전자회로를 손상시키는 것입니다.EMP는 미세한 전류를 다루는 전자기기에게 그들의 허용량을 넘어선 전류를 흐르게 만들어 회로를 태우는 것입니다.전자기기에는 치명적이지만 그보다 큰 전류를 이용하는 전구, 전동기 등의 전기기기들은 거의 영향을 받지 않습니다.동식물이나 그외의 사물들은 EMP로 전류가 흐르도록 유도되어도 크게 위협적인 수준은 아닙니다. 사람의 경우 전자식 의료기기를 사용하고 있다면 의료기기가 영향을 받아 위험할 수 있으나 그렇지 않다면 문제없습니다.EMP를 지속적으로 방출하는 것이 아니라면 그 영향 자체는 일회성입니다. 그저 그로 인해 영향을 받은 전자기기들은 망가진 상태 그대로이기에 동작하지 않을 뿐입니다.
화학
Q. 염산으로도 머리카락은 녹지 않나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.머리카락은 고분자로 되어 있어서 쉽게 말해 HCl(염산)이 머리카락을 녹이려면 분자간에 상호 작용이 필요합니다.그런데 머리카락은 분자들의 구조가 얼기설기 섞여있고 단단하게 결합하고 있어서 염산이 침투 할 수가 없습니다.머리카락을 구성하는 단백질 성분은 열을 가하면 내부에 수소결합이 끊어지면서 입체구조가 붕괴되어 구조가 변성됩니다. 이때 분해된 아미노산의 카복시기 부분이 염기성인 수산화나트륨과 반응을 일으켜서 머리카락이 분해됩니다.
물리
Q. 소총의 총알이 날라가는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.총알이 아니라 탄두라고 합니다. 총탄이라고 하구요.총탄에는 화약이 내장되어 있구요. 이 화약 앞에 탄두가 있습니다.방아쇠를 당기면 공이라는 장치가 총탄의 뒷부분을 가격하고 이 가격에 의해 화약이 폭발하여 폭발의 힘으로 탄두가 총열을 따라 앞으로 나아가는 것입니다. 이렇게 그냥 나아가면 곧바로 나아가지 않고 여러방향으로 휘어질수 있습니다. 즉, 명중률이 낮다는 것이죠. 이를 개선하기 위해 총열안에 강선을 두어(홈) 탄두를 살짝 회전시켜줍니다. 그러면 총열을 빠져나온 탄두는 엄청난 회전을 하면서 일정한 선을 따라서 나아가게 됩니다.
기계공학
Q. 자동차 에어백은 언제 개발이 됐나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.에어백은 1971년, GM 과 Ford 의 협조와 지원을 4 년 동안 받은 무명 부품 업체로부터 나왔습니다.처음에는 안전띠 보조용 보호장치 "SRS(Supplemental Restraint System Air-bag)" 로 불리다가 나중엔 업체 이름이 SRS 에어백, 으로 바뀝니다.가격이 비싼 까닭에 반응이 신통치 않아 이 회사는 1976년, 몇몇 회사에게 특허를 넘겨주고 문을 닫습니다.이후 에어백이라는 이름은 대명사처럼 쓰이게 됩니다.미국 시장에선 가격 때문에 외면 받았지만, 1981년부터 벤츠와 베엠베, 볼보 등이 본격적으로 사용하게 되면서 안전을 상징하는 옵션이 되어 점점 활성화 되었읍니다.