안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 엘리뇨 현상이 무엇인지 설명 부탁드려요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.남미 페루 부근 태평양 적도 해역의 해수 온도가 크리스마스 무렵부터 이듬해 봄철까지 주변보다 2~10℃ 이상 높아지는 이상 고온 현상을 말한다. 발생 주기는 불규칙적이지만 보통 2~7년의 주기를 가지며, 발생 지역은 열대 태평양 적도 부근에서 남아메리카 해안으로부터 중태평양에 이르는 광범위한 지역에서 나타나고 있다. 무역풍과의 상호 작용으로 발생되는 것으로 추정되는데, 엘니뇨 현상이 발생하면 지구 곳곳에 기상 이변이 발생하여 많은 피해를 초래하기도 한다. 이와 같은 기상 이변을 일으키는 원인은 분명하지 않지만 해수 온도의 변화에 따라 대기 순환계의 변화가 기상 이상을 초래하는 것으로 알려져 있다.
지구과학·천문우주
Q. 물 위에 수박이 떠있을 수 있는 원리?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.무거운 물체는 물에 가라앉고 가벼운 물체는 뜬다. 이는 초등학생들도 다 아는 얘기다. 하지만 수박은 성인 남성들도 장시간 들고 있기 어려울 만큼 무겁지만 물속에 넣으면 가라앉지 않고 둥둥 떠다닌다. 왜 그럴까.이는 수박의 밀도가 물의 밀도보다 작기 때문이다. 밀도란 특정 물질의 질량을 부피로 나눈 값이다. 좀 더 쉽게 설명하면 물질을 구성하고 있는 분자들이 얼마나 빽빽하게 모여 있는지를 말하는 것이라고 할 수 있다.
지구과학·천문우주
Q. 수박계곡물에 두어도 괜찮나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.계곡은 더운 여름 가장 인기 있는 피서지 중 하나다. 많은 이들이 계곡에 가면 수박, 참외 등 여러 과일을 물에 담가놓곤 한다. 시원하게 보관함과 동시에 세척 효과를 볼 수 있을 것 같아서다. 그런데 계곡물에 과일을 담가두는 것이 복통을 유발하는 원인이 될 수 있어 주의해야 한다.겉보기엔 맑고 투명한 계곡물에는 알고 보면 각종 미생물이 서식하고 있다. 대장균도 그중 하난데, 특히 휴가철 성수기에는 사람의 배설물이 섞여 더 많은 대장균이 번식하기 쉽다. 대장균에 감염되면 복통, 설사, 구토 등의 증상이 나타난다. 심한 경우 복막염이나 방광염, 패혈증으로 이어질 위험도 있다. 소량의 계곡물만으로도 감염될 수 있어 계곡물을 마시는 것은 물론, 계곡물에 음식물을 담갔다가 먹는 것은 피해야 한다.
생물·생명
Q. 완전변태와 불완전변태 차이점알려주세요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.완전변태 : 곤충류가 성장과정에서 체형·구조가 변화하는 한 형식으로 불변태·불완전변태에 대응되는 말이다. 유충·번데기·성충의 3기가 뚜렷이 다르게 구별되는 경우를 말하는데, 이들 곤충은 장시류(長翅類)·맥시류(脈翅類)의 각 종류가 포함된 고등한 무리이다.불완전변태 : 곤충이 알에서 부화해서, 번데기가 되지 않고 유충이 성충으로 변태하는 것을 말한다.반변태(半變態)라고도 한다. 유충기의 날개나 외부생식기의 원기(原基)가 외부에 나타나며, 탈피할 때에 날개 등이 발달되어 성충이 된다. 완전변태에서 볼 수 있는 특수한 번데기 시기가 존재하지 않는다. 원시적인 곤충과 바퀴목·땅강아지목·잠자리목·매미목·노린재목 등에서 볼 수 있으며, 이것을 통틀어 불완전변태류 또는 외시류(外翅類)라고 한다. 이들의 유충은 약충이라고 부르며 보통의 유충과 구별한다. 후기발생의 형식에서 전변태(前變態)·점변태(漸變態)·신변태(新變態) 등으로 구별한다.
지구과학·천문우주
Q. 화석을보고 추정시대를 어떻게 알아내나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.방사성 연대측정은 오래된 암석이나 화석의 연령을 측정하는 대표적인 방법이다. 방사성 연대측정법은 방사성 원소가 붕괴를 일으켜 본래의 양이 절반으로 감소하는 기간인 ‘반감기’를 이용하여 연령을 알아낸다.방사성 동위원소의 반감기나 붕괴 속도는 원소 고유의 특성으로서 이미 정해져 있다.원소의 반감기와 붕괴 속도를 미리 알 수 있다면, 초기 원소(모원소)와 붕괴산물(딸원소)의 존재 비율을 통해 붕괴 횟수와 연령를 측정할 수 있다.18족 원소인 아르곤(Ar)을 이용한 연대측정법은 지질시대 전 기간에 걸쳐 화산 폭발 시기, 화산암 근처 인류 화석의 연령을 알아내는데 사용되고 있다.
생물·생명
Q. 나뭇잎 등 이파리는 왜 녹색인가요??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.식물은 전부 광합성을 하는데 이것은 식물 잎에 있는 엽록체입니다. 이 엽록체가 녹색으로 되어 있는데 그래서 식물의 잎은 전부 녹색인 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 옷이나 신발이 방수가 되는 원리가 알고싶어요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.등산복 고어텍스라는 것으로 만드는데고어텍스는 1제곱인치당 90억 개 이상의 미세한 구멍이 나 있는 얇은 막입니다. 물분자는 이 미세한 구멍을 통과하지 못하지만 수증기 분자는 빠져 날갈 수 있어 방수 와 투습이 동시에 가능한 원리입니다. 이러한 것을 조직화 한 섬유가 고어텍스 입니다.
토목공학
Q. 우리나라는 물부족 국가가 맞나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.1993년 당시는 지금처럼 정보통신 기술이 발달하지도 않았기 때문에 PAI라는 단체가 우리나라가 물부족국가군에 속한다고 발표하였을 때 대부분의 사람들은 물부족국가군에만 초점을 맞추었지 PAI가 정확히 어느 정도의 신뢰도를 갖춘 단체인지 파악조차 힘들었다. 흔히 사람들은 이 연구결과가 공신력 있는 국제단체에 의한 발표라고 쉽게 생각한다. 그러나 PAI는 국제연합(UN)과는 거리가 먼 미국의 한 사설연구소에 불과하다. 실제로 국제적으로 공신력을 인정받아 세계적으로 널리 통용되는 물빈곤지수(WPI : Water Poverty Index)에 따르면 2006년 기준으로 우리나라는 전체 147개국 가운데 43위, 29개 OECD국가 중 20위로 선진국에 비해 부족하지만 전반적으로는 양호한 수준이라고 볼 수 있다. 하지만 그럼에도 불구하고 물과 관련된 많은 공익광고나 캠페인들을 살펴보면 우리나라는 물부족국가라는 살벌한 경고문구가 빠지지 않고 삽입되어 있음을 알 수 있다. 중소규모의 단체는 물론 꽤 큰 규모의, 공신력 있는 공익광고 단체에서도 쉽게 살펴볼 수 있다. 일부 단체는 제대로 알지 못하기 때문에도 있지만 일부 단체는 이러한 실상을 알면서도 자극적 단어를 쓰는 경우도 있다. 물론 PAI가 자신들의 연구 결과를 토대로 우리나라를 물부족국가군으로 분류한 것은 사실이기에 이는 큰 잘못도 아니고 죄도 아니다. PAI의 연구가 날조된 연구도 아니고 조작된 자료를 바탕으로 한 것도 아니기 때문이다. 다만 가정과 결과도출에서 설득력이 떨어질 뿐이다.
전기·전자
Q. 카메라옵스큐라?에 대해 궁금한게 있어서요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.카메라 옵스큐라는 카메라가 발명되기 훨씬 이전인 BC 4C에 아리스토텔레스가 태양의 일식을 관찰하면서 암상자의 원리에 주목하면서부터 시작되었다고 할 수 있다. 이 암상자의 원리 즉 카메라 옵스큐라의 원리와도 같은데 어두운 방의 한쪽 벽 가운데에 작게 뚫린 구멍을 통하여 들어오는 빛이 방 바깥쪽 세상에서 일어나는 장면들 예를 들면 원근감 다양한 색채 그림자 미세한 움직임 등의 구멍의 맞은편 벽면에 거꾸로 맺히는 것을 말한다. 이 암상자에 빛이 들어오는 구멍이 커지면 커질수록 상은 흐려지고 작아질수록 상이 선명해지는 특징을 가지고 있는데 이것은 지금의 카메라 조리개 역할과 같은 것으로서 그 구멍을 가리켜 ‘바늘구멍’이라고 불렀다. 이와 같은 카메라 옵스큐라의 원리에서 바늘구멍의 크기에 의해 이미지가 뚜렷해지는 것에 착안하여 어떻게 하면 더 사실적이고도 뚜렷한 상을 얻을 수 있을까 연구하면서 초기의 카메라 옵스큐라에서 한 단계 발전시켜 렌즈를 부착하게 되었다. 이보다 조금 더 발달된 형태는 현대적인 반사경식 카메라를 닮은 것으로 기존의 상자 맞은편에 상이 맺혀지는 것이 아니라 상자 윗 부분에 젖빛 유리가 씌워지고 그 바로 밑에 45도 각도로 거울을 위치시켜 빛이 렌즈->거울->반사->유리를 거쳐 상을 맺게 하였다.처음 카메라 옵스큐라는 큰 방 형태로 만들어져서 오두막 형태로 그리고 오두막 형태에서 가마형태로 천막형태로 그 크기가 점차 줄어들게 되었다. 17세기에는 이동형 암상자 카메라 옵스큐라가 사용되었고 화가들은 텐트 안 어둠 속에 앉아 꼭대기에 설치된 렌즈와 거울에 의해 만들어진 상을 관찰하고 도화지위에 연필로 따라 그렸다. 화가들에겐 창의적 미를 추구하되 사실적인 묘사와 원근법을 기본으로 할 것이 요구되어졌는데 여기서 카메라 옵스큐라는 무엇보다도 사실적인 표현과 원근법을 쉽게 할 수 있도록 도와줄 수 있었기에 화가들이 사용하였다. 그리고 일반인들이라 할지라도 그대로 따라 그리기만 하여도 그림이 완성되는 놀라운 위력을 보여주었다. 특히 서투른 화가들에게 예술적 결함을 메워줌으로써 현실을 포착하고 사실적인 묘사를 가능하게 해주는 데 도움을 주었다
생물·생명
Q. 얼마전 동갑내기 지인이 건강상으로 입원했다는 얘길듣고...
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 생체의 임의의 단층상을 얻을 수 있는 첨단의학기계, 또는 그 기계로 만든 영상법.MRI의 원리는 다음과 같다. 원자핵은 평소에는 회전운동을 하고 있으나 일단 강한 자기장에 놓이면 세차운동이 일어난다. 이 세차운동의 속도는 자기장의 세기와 밀접한 관계가 있어 자기장이 셀수록 빨라진다. 이렇게 자화되어 있는 원자핵에 고주파를 가하면 고에너지 상태가 되었다가, 다시 고주파를 끊으면 원래의 상태로 돌아간다. 이때 방출되는 에너지는 가했던 고주파와 똑같은 형태의 고주파를 방출한다. 이렇게 원자핵이 고유하게 방출되는 고주파를 예민한 안테나로 모아서 컴퓨터로 영상화한 것이 MRI이다. 즉, 인체를 구성하는 물질의 자기적 성질을 측정하여 컴퓨터를 통하여 다시 재구성, 영상화하는 기술이다.MRI는 X-ray처럼 이온화 방사선이 아니므로 인체에 무해하고, 3-D 영상화가 가능하며 컴퓨터단층촬영(CT)에 비해 대조도와 해상도가 더 뛰어나다. 그리고 횡단면 촬영만이 가능한 CT와는 달리 관상면과 시상면도 촬영할 수 있고, 필요한 각도의 영상을 검사자가 선택하여 촬영할 수 있다. 이러한 장점으로 인해 널리 쓰이고 있지만, 검사료가 비싸며 촬영시간이 오래 걸린다. 또한 검사공간이 협소하여 혼자 들어가야 하므로 중환자나 폐소공포증이 심한 환자는 찍을 수 없는 단점이 있다. MRI는 주로 중추신경계, 두경부, 척추와 척수 등 신경계통의 환자에게 이용되나 이용 범위는 넓다.