안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
Q. 파장의 변화에 영향을 미치는 요인들과 지구복사에너지가 왜 적외선인지!
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.지구의 복사 에너지와 이 과정에서 발생하는 파장의 변화에 대해 몇 가지 훌륭한 질문을 제기하셨습니다. 그것을 분석해 봅시다:지구의 방사선 에너지: 지구가 태양 복사 에너지를 흡수하면 실제로 방사선을 다시 우주로 방출합니다. 이렇게 방출된 방사선을 흔히 "지상 방사선" 또는 "지구 방사선"이라고 합니다. 이는 적외선, 가시광선, 소량의 자외선을 포함한 다양한 파장으로 구성됩니다.파장 변화: 그렇습니다. 지구에서 방출되는 방사선의 파장은 들어오는 태양 방사선의 파장과 다를 수 있습니다. 이는 지구 표면과 대기의 온도, 온실가스의 특성 등 여러 요인에 기인합니다.파장 변화에 영향을 미치는 요인:온도: 빈의 변위 법칙에 따르면 흑체(예: 지구 표면)에서 방출되는 복사선의 파장은 흑체의 온도에 반비례합니다. 지구 표면의 온도가 태양의 온도보다 낮기 때문에 지구 방사선의 피크 파장은 더 길어지며 주로 적외선 범위에서 발생합니다.온실가스: 수증기, 이산화탄소, 메탄 등 지구 대기의 특정 가스는 적외선을 흡수하고 다시 방출할 수 있습니다. 온실 효과로 알려진 이 과정은 지구 표면과 대기 하층을 따뜻하게 하는 데 기여합니다. 결과적으로, 지구 표면에서 방출되는 방사선의 일부는 이러한 온실가스에 의해 흡수되고 재방사되며, 이로 인해 방사선의 유효 경로가 길어지고 파장이 길어집니다.자외선에서 적외선으로의 파장 변화:태양복사는 주로 자외선, 가시광선, 단파장 적외선으로 구성됩니다. 이 방사선이 지구 표면에 도달하면 위에서 언급한 요인으로 인해 일부가 흡수되어 더 긴 파장의 적외선으로 다시 방출됩니다. 더 긴 파장으로의 전환은 지구 대기의 온실 가스와의 낮은 온도 및 상호 작용의 결과입니다.요약하면, 지구의 복사 에너지는 태양에 비해 지구 표면의 온도가 더 낮고 대기 중 온실 가스와의 상호 작용으로 인해 주로 적외선 범위에 있습니다. 이러한 요인들은 지구에서 방출되는 방사선의 파장을 변화시키며, 적외선 스펙트럼에서는 더 긴 파장이 우세합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 산소가 없이도 살수 있는 생물이 있을까요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.산소는 지구상의 많은 살아있는 유기체의 생존에 실제로 중요하지만, 산소가 없거나 산소 수준이 매우 낮은 환경에서도 생존하고 심지어 번성할 수 있는 혐기성 미생물로 알려진 특정 미생물이 있습니다. 이 유기체는 대체 생화학적 경로를 사용하여 산소가 없을 때 에너지를 대사하는 데 적응했습니다.혐기성 유기체의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.혐기성 박테리아: 많은 종의 박테리아가 산소가 고갈된 환경에서 생존하고 성장할 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 예로는 특정 유형의 Clostridium 및 Bacteroides가 있습니다.혐기성 고세균: 고세균은 박테리아와 유사하며 혐기성 조건에서 살 수 있는 종을 포함합니다. 예를 들어, 메탄생성균은 신진대사의 부산물로 메탄을 생성하고 습지, 늪, 동물의 소화관과 같은 환경에서 번성하는 고세균 그룹입니다.일부 원생생물: 일부 원생생물 종과 같은 특정 단세포 진핵생물은 혐기성 조건에서도 생존할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 유형의 아메바와 편모충은 혐기성 대사가 가능합니다.진균: 특정 곰팡이 종은 혐기성 성장도 가능합니다. 예를 들어, 일부 효모는 산소가 없을 때 설탕을 알코올과 이산화탄소로 발효시킬 수 있습니다.이러한 혐기성 유기체는 산소에 의존하지 않고 에너지를 생성하고 대사 과정을 유지하는 메커니즘을 진화시켰습니다. 그러나 혐기성 미생물은 산소 없이도 생존할 수 있지만 대부분의 식물과 동물을 포함한 다른 많은 유기체는 에너지 생성에 필수적인 호흡을 위해 산소가 필요하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 햇빛이 아닌 빛으로도 식물 광합성이 가능한가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.물론, 식물은 형광등이나 기타 인공 조명을 포함한 다양한 광원 아래에서 광합성을 할 수 있습니다. 햇빛은 광합성을 위한 최적의 빛 스펙트럼을 제공하지만, 인공 광원은 식물이 광합성을 효과적으로 수행하는 데 필요한 파장을 공급할 수도 있습니다.형광등, LED 성장 조명 및 기타 유형의 인공 조명은 주로 파란색과 빨간색 스펙트럼에서 식물이 광합성에 필요한 특정 파장의 빛을 제공할 수 있습니다. 이 조명은 다양한 종류의 식물에 필요한 자연광 조건을 모방하도록 조정될 수 있습니다. 예를 들어, 실내나 햇빛에 대한 접근이 제한된 환경에서 자라는 식물은 광합성을 위해 인공 조명에 의존하는 경우가 많습니다.실제로 실내 정원 가꾸기, 수경재배, 수직 농업 시스템에서는 식물 성장과 생산성을 지원하기 위해 인공 조명을 활용하는 경우가 많습니다. 재배자는 광합성을 최적화하고 건강한 식물 성장을 촉진하기 위해 빛의 강도, 기간 및 스펙트럼을 제어할 수 있습니다.따라서 요약하자면, 집에서 자라는 식물은 빛이 과정에 필요한 파장과 강도를 제공하는 한 형광등이나 기타 인공 광원 아래에서 확실히 광합성을 겪을 수 있습니다.
Q. 버드 스트라이크 사고시 충돌에너지는 어느정도 인가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.조류 충돌 사고는 실제로 항공기에 심각한 위험을 초래할 수 있으며, 특히 항공기가 낮은 고도 및 비행 속도에 있을 때 이착륙하는 동안 더욱 그렇습니다. 조류 충돌 시 비행기에 가해지는 충격 에너지는 새의 크기와 속도, 항공기의 속도와 크기 등의 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 상대적으로 작은 새라도 높은 속도로 인해 항공기에 심각한 손상을 입힐 수 있습니다.대략적인 아이디어를 제공하기 위해 간단한 계산을 고려해 보겠습니다.운동 에너지: 물체의 운동 에너지는 KE = 0.5 * 질량 * 속도^2 공식으로 표현됩니다.새 덩어리: 작은 새의 무게는 일반적으로 몇 온스에서 몇 파운드에 이릅니다. 보수적으로 1kg(약 2.2파운드)을 추정해 보겠습니다.속도: 이륙 및 착륙 중 항공기 속도는 약 100200노트(115230mph 또는 185~370km/h)입니다. 대략 77.2m/s인 150노트(약 173mph 또는 278km/h)의 중간점을 가정해 보겠습니다.이 값을 운동 에너지 공식에 대입하면 다음과 같습니다.KE = 0.5 * 1kg * (77.2m/s)^2 ≒ 0.5 * 1 * ≒ 2979.12줄따라서 무게가 약 1kg인 새가 150노트의 속도로 항공기와 충돌하면 충돌 시 대략 2979.12줄의 운동 에너지를 항공기에 전달하게 됩니다.이는 단순화된 계산이며 실제 조류 충돌 사고에는 충격 각도, 영향을 받은 항공기의 특정 부분, 항공기의 구조적 무결성과 같은 다양한 요인이 포함될 수 있다는 점을 명심하십시오. 또한, 더 큰 새나 새 떼는 운동 에너지 전달이 훨씬 더 커져 잠재적으로 더 심각한 피해나 재앙적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이것이 바로 조류 충돌 방지 조치와 항공기 설계 고려 사항이 항공 안전에 중요한 이유입니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 광합성이 일어나는 원리는 어떻게?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.광합성은 녹색 식물, 조류 및 일부 박테리아가 빛 에너지를 포도당 형태의 화학 에너지로 변환하는 과정입니다. 이 과정은 주로 식물 잎의 세포에서 엽록체라고 불리는 특수 세포 소기관에서 발생합니다.광합성과 관련된 단계를 간단히 설명하면 다음과 같습니다.빛의 흡수: 엽록체에서 발견되는 녹색 색소인 엽록소는 태양으로부터 빛 에너지를 흡수합니다. 카로티노이드 및 크산토필과 같은 다른 색소도 빛 흡수에 기여할 수 있습니다.물 분해(광분해): 빛 에너지는 물 분자(H2O)를 산소(O2), 수소 이온(H+) 및 전자(e^-)로 분해하는 데 사용됩니다. 이 반응은 엽록체 내의 틸라코이드 막에서 발생합니다.ATP 및 NADPH의 형성: 물 분해 단계에서 생성된 전자의 에너지는 두 가지 중요한 에너지 운반 분자, 즉 아데노신 삼인산(ATP)과 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 인산(NADPH)을 생성하는 데 사용됩니다.탄소 고정(캘빈 회로): 광 의존 반응에서 생성된 ATP와 NADPH는 엽록체 기질에서 발생하는 캘빈 회로에 연료를 공급하는 데 사용됩니다. 이 주기에서 대기 중의 이산화탄소(CO2)가 포도당으로 변환됩니다. 캘빈회로는 최종적으로 단당류인 포도당을 생성하는 일련의 효소 매개 반응을 포함합니다.전반적으로 광합성은 다음 방정식으로 요약할 수 있습니다.6 CO2 + 6 H2O + 빛에너지 → C6H12O6 + 6 O2이 방정식에서 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)은 빛 에너지가 있으면 포도당(C6H12O6)과 산소(O2)로 변환됩니다.광합성은 태양으로부터 에너지를 포착하여 살아있는 유기체가 사용할 수 있는 형태로 변환하는 주요 수단이기 때문에 지구상의 생명체에게 매우 중요합니다. 우리가 숨쉬는 산소를 생산하고 먹이사슬의 기초 역할을 하며 거의 모든 생명체에 에너지를 공급합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.