안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
Q. 전자레인지에 금속을 넣으면 안되는 이유
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.겉보기에는 단단하고 딱딱하기만한 금속도 사실 자유롭게 돌아 다니고 있는 전자로 가득합니다. 전기가 잘 전도되는 이유도 이 때문이죠. 다만 전자레인지의 마이크로파가 금속에 어떻게 반응하는지는 금속의 두께와 형태에 따라 달라집니다. 예를 들어 두껍고 평평한 전자레인지의 벽은 마이크로파가 부딪쳤을 때 금속 내 전자가 앞뒤로 진동하지만, 마이크로파는 그저 반사됩니다. 반면 금속 물질이 알루미늄 호일처럼 얇은 경우는 내부에서 진동하는 전자의 움직임에 버티지 못하고 매우 빨리 가열되어 버립니다. 그리고 순식간에 발화되고 마는 것이죠. 포크나 숫가락 등이 전자레인지 고장의 원인이 되는 이유도 금속과 마이크로파의 영향입니다. 주방에서 흔히 볼 수 있는 포크나 숟가락, 알루미늄 호일 같은 대부분의 금속 물질은 곡선이나 모서리를 많이 가지고 있는 편입니다. 그런데 전자레인지의 마이크로파는 금속물질을 통과하지 못하고 반사되어 버리는데, 이때 금속의 곡선 부분이나 모서리에 반사된 마이크로파는 그대로 고농도의 전계를 형성하고 맙니다. 이렇게 되면 물질 주위의 공기가 이온화되며 큰 파열음을 발생시키죠. 뿐만 아니라 근처에 있는 금속 물질을 향해 강렬한 아크 방전(Electric arc)이 발생되는데, 그 결과 전자레인지가 고장나고 마는 것입니다.
Q. 불꽃놀이 불빛이 다양한 이유가 궁금해요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.우리가 좋아하는 화려한 불꽃놀이의 아름다움은 바로 이 원자 내의 전자가 들뜬상태exited state에서 바닥상태ground state로 되돌아 갈때 에너지를 방출하는 원리 적용한겁니다.불꽃은 화약, 즉 색을 내는 금속 원소가 들어 있는 화합물, 밝은 빛을 낼 수 있는 몇 가지 물질을 섞어서 폭발시켰을 때 만들어지는 것입니다.또한 마그네슘(Mg)을 사용해 멀리서도 밝은 빛의 불꽃을 볼 수 있게 되었다고 합니다.마그네슘이란 것이 연소할 때 매우 밝은 빛을 내는 물질로, 카메라의 플래시 빛을 발생시키는데 사용됩니다.또한 불꽃이 유난히 빛날 수 있는 것은 과염소산칼륨(KCIO4)이 많은 산소를 발생하게 하여 물질들이 잘 연소되도록 도와 주기 때문이라고 합니다.
Q. 화성에는 자기장이 없다고 합니다. 그러면 화성에는 오로라가 발생하지 않는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.오로라를 관측하기 위해서는 행성의 자기장과 대기가 존재해야 하는데 화성의 경우 지구처럼 강력한 자기장이 없고, 대기도 없읍니다.
Q. 우주엔 별도 많고 빛을 내는데도 까만 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.우주엔 대기가 없어 지구의 하늘처럼 빛은 산란시키지 못하기 때문이고 우주가 팽창하는 영향이 별빛이 중첩되는 영향보다 커서 우주,즉 밤하늘은 항상 어두운 것입니다
Q. 카페인을 먹으면 왜 잠이 안올까요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.일반적으로 중추신경계와 신진대사를 자극하여 피로를 줄이고 정신을 각성시켜 일시적으로 졸음을 막아주는 효과가 있으며 이뇨작용을 촉진시키는 역할도 합니다보통 카페인은 흡수한 뒤 1시간 이내에 효과를 나타내며, 서너 시간이 지나면 효과가 사라진다. 또한 상습적으로 복용할 경우 내성이 생겨 효과가 약해지죠