안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전자기파의 개념과 전자의 개념과 광자의 개념
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 전자와 광자의 차이: 전자는 전하를 가지고 있는 입자로, 원자 내부에서 발견되며 전기적인 작용을 일으킵니다. 반면, 광자는 빛의 입자적 특성을 가지는 양자로, 전자기파의 작용을 설명하는데 사용됩니다. 광자는 전자기파의 작은 에너지 단위로 볼 수 있습니다.2. 빛속에 전자와 광자: 빛은 전자기파로서 광자들의 집합으로 이루어져 있습니다. 광자는 전자기파의 일부로서 빛의 에너지를 전달하는데 사용됩니다. 따라서 빛속에는 전자와 함께 광자도 함께 존재합니다.3. 전자기파의 원리: 전자기파는 전기장과 자기장이 함께 작용하여 생성됩니다. 전기장은 전하의 존재에 의해 생성되고, 자기장은 전류 또는 변하는 전기장에 의해 생성됩니다. 이 두 가지 장이 상호작용하며 공간을 퍼져나가는 전자기파를 생성합니다. 이 전자기파에는 광자가 함께 존재하여 빛의 형태로 인식됩니다.
화학
Q. 사철나무와 일반나무에 차이에 대해 궁금해요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 잎 모양: 사철나무의 잎은 복잡한 모양으로 알려져 있습니다. 이들은 선형적인 구조를 가진 이중엽으로서, 팬 형태나 부분적으로 나뉜 형태를 가지고 있습니다. 반면, 대부분의 일반 나무는 단일 잎으로 구성되어 있습니다.2. 가을 잎 변화: 사철나무는 가을에 황금색으로 변하는 잎을 가지고 있습니다. 이는 사철나무가 명절을 알리는 시기로 알려져 있으며, 아름다운 경치를 만들어냅니다. 이와는 달리, 대부분의 일반 나무는 가을에 잎이 노랗게 변하는 경우가 많습니다.3. 생존력: 사철나무는 고대 식물로서 생존력이 뛰어나다고 알려져 있습니다. 이들은 고대부터 존재하며, 환경 변화와 악천후에도 적응할 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이에 비해, 일반적인 나무들은 종류에 따라 생존력이 다를 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리나라가 지진이 잦아지는 이유가 뭔지 궁금해요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 플레이트 경계: 한반도는 틈새대지로 알려진 유라시아 플레이트와 태평양 플레이트 사이에 위치하고 있습니다. 이 두 플레이트는 서로 충돌하면서 지속적인 지구 플레이트 운동이 발생합니다. 이러한 플레이트 경계에서 지각 변동이 발생하며, 이로 인해 지진이 자주 발생하는 것입니다.2. 동해해저 단층지대: 동해해저 단층지대는 한반도 동쪽 해안에 위치한 지질 구조물입니다. 이 지대는 오래된 해저 활동으로 인해 지각 변동이 발생하는 지역으로 알려져 있습니다. 이 지역에서 발생하는 지진은 한반도 전역에 영향을 미치는 경우가 많습니다.3. 지열 활동: 한반도는 활성화된 화산 지대와 지열 활동이 발생하는 지역입니다. 지열 활동은 지각 변동을 초래할 수 있으며, 이로 인해 지진이 발생할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 우리 인체에는 어떻게 전류가 흐르는 것인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.인체에서 전류가 흐르는 것은 주로 신경 시스템에 의해 이루어집니다. 신경 전달물질인 뉴로트랜스미터가 신경 세포 사이에서 전기 신호로 작용하며, 이 신호는 신경 세포를 따라 전기적으로 전달됩니다.전류는 주로 신경세포인 뉴런을 통해 흐릅니다. 뉴런은 전기 화학적인 신호를 처리하고 전기 신호를 전달하는 역할을 합니다. 뉴런 안에는 전기적으로 활성화되는 이온 채널이 있으며, 이를 통해 이온들이 이동하면서 전기 신호가 생성됩니다.전류는 뉴런의 축삭돌기를 따라 전달됩니다. 뉴런은 자극을 받으면 전기 신호가 축삭돌기로 이동하고, 다른 뉴런에게 신호를 전달하기 위해 시냅스를 통해 뉴로트랜스미터를 방출합니다. 이 뉴로트랜스미터는 신경 세포 사이를 건너가면서 전기 신호를 전달하고, 다른 뉴런에서 전기 신호를 받아들입니다.
생물·생명
Q. 과학에서의 물체는 생물일 수도 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.과학적인 관점에서 "물체"는 일반적으로 생물이 아닌 물리적인 실체를 가리키는 용어입니다. 물리학, 화학, 기계공학 등의 과학 분야에서 물체는 질량이 있고 공간을 차지하는 물리적 대상을 의미합니다. 이러한 물체는 보통 고체, 액체, 기체 등의 형태로 나타날 수 있습니다.하지만 말씀하신 것처럼, 때로는 과학적인 맥락에서 생물체도 "물체"로 표현되기도 합니다. 이는 과학적인 이해와 분석을 위해 생물체를 물리적인 개체로 취급하는 경우입니다. 예를 들어, 인간의 운동이나 동물의 움직임은 운동하는 물체로 간주될 수 있습니다. 이 경우 운동하는 개체의 속도, 가속도, 운동 에너지 등을 과학적으로 연구하고 분석할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 노이즈 캔슬링의 원리는 무엇인가요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.액티브 노이즈 캔슬링은 외부 소음을 감지하고 그에 상쇄하는 반대의 진동을 생성하여 소음을 차단하는 방식입니다. 이러한 액티브 노이즈 캔슬링은 이어폰 내부에 마이크가 내장되어 외부 소음을 감지하고, 소음과 동일한 진동을 생성하는 스피커를 통해 반대 상쇄 진동을 만들어냅니다. 이 반대 상쇄 진동은 외부 소음과 상쇄되어 듣는 사람에게는 차단된 소음이 전달되는 것처럼 느껴지게 됩니다.
화학
Q. 계란을 삶을 때 소금을 넣어주게 되면 왜 계란껍질이 잘 벗겨지게 되는 건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 이온 교환: 계란 내부의 달걀 흰자와 소금이 상호작용하면서 이온 교환을 일으킵니다. 이 과정에서 소금은 계란 내부로 투과하여 계란 흰자와 반응하게 됩니다. 이온 교환으로 인해 계란 흰자와 소금 사이에 생성되는 화합물은 계란껍질과 희게 만드는 역할을 합니다.2. 수분 제거: 소금은 계란 흰자의 수분을 제거하는 역할을 합니다. 계란 흰자는 수분이 많아 계란껍질과 밀착되어 벗기기 어려운 경우가 있습니다. 하지만 소금은 수분을 흡수하여 계란 흰자의 거칠고 슬라이피한 표면을 매끄럽게 만들어주어 계란껍질이 더 쉽게 벗겨질 수 있게 됩니다.3. pH 조절: 소금은 물의 pH를 약간 높여줍니다. 약산성인 계란 흰자의 pH를 조절하여 알칼리성으로 변화시킴으로써, 계란껍질과 계란 흰자 사이의 결합력을 약화시킵니다. 이는 벗기는 과정에서 계란껍질이 더 쉽게 떨어지도록 도와줍니다.
화학
Q. 소금물은 왜 끓는점이 달라지게되는건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 양성자와 음성자의 상호작용: 소금은 양성자인 나트륨 이온과 음성자인 염화 이온로 이루어져 있습니다. 이 두 이온은 물 분자와 상호작용하며 수용액 안에서 이온화됩니다. 이때, 이온화된 이온들과 물 분자 사이에 전기적인 상호작용이 발생합니다.2. 증기압의 변화: 소금을 녹인 물은 물 분자와 이온들이 상호작용하면서 더 많은 입자가 형성됩니다. 이에 따라 물 분자의 자유로운 운동이 제한되고 더 많은 에너지가 필요하게 됩니다. 따라서, 물의 증기압이 증가하고 끓는 점이 상승하게 됩니다.
생물·생명
Q. 미이라가 썩지 않는 이유 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 탈수: 미이라 과정에서는 시체의 수분을 제거합니다. 수분은 부패의 원인 중 하나이므로, 탈수는 시체의 부패를 지연시키는 역할을 합니다.2. 소독: 미이라 과정에서 사용되는 화학 물질은 항균 작용을 가지고 있습니다. 이는 시체 주변에 있는 미생물의 성장을 억제하고, 부패를 방지하는 역할을 합니다.3. 보호층 형성: 미이라 과정에서 사용되는 물질은 시체 주변에 보호층을 형성합니다. 이 보호층은 외부의 공기와 접촉을 차단하여 시체를 보호하고, 부패를 방지하는 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 단풍이 드는 과학적 이유와 색깔차이가 나는건 왜 그런건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 엽록소 분해: 가을이 되면 나무의 잎은 엽록소라는 색소를 분해하고 흡수합니다. 엽록소는 녹색을 만드는 주요 색소이며, 분해되면 다른 색소들이 드러나게 됩니다.2. 카로티노이드: 일부 나무는 엽록소 분해 과정에서 카로티노이드라는 다른 색소를 생성합니다. 이러한 카로티노이드는 오렌지, 황색, 갈색 등 다양한 색조를 가지며, 나무의 잎이 단풍되면서 이 색소들이 눈에 띄게 됩니다.3. 안토시아닌: 일부 나무는 단풍이 드는 과정에서 안토시아닌이라는 색소를 생성합니다. 안토시아닌은 붉은 색조를 가지는데, 이를 통해 나무의 잎이 빨간, 자주색 또는 분홍빛으로 변하게 됩니다.