지구과학·천문우주
Q. 화산폭발이 일어나는 원인을 알고 싶어요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.화산폭발은 지구 내부의 마그마가 지하에 쌓이다가 압력이 너무 커져서 폭발하게 되는 현상입니다. 이러한 압력은 지하의 마그마 층에서 생기며, 지하에서 형성된 가스와 물이 함께 상승하면서 마그마 압력을 더욱 증가시킵니다.이 때 마그마가 지하에서 나오게 되면서 폭발적인 화산 폭발이 발생합니다. 이 화산 폭발에는 다양한 요인이 영향을 미치게 됩니다. 가장 일반적인 원인으로는 지진, 지하 수막의 분출, 마그마와 지하수의 상호작용 등이 있습니다. 또한, 화산 지역의 지질학적 구조와 같은 지리적인 요인도 영향을 미치게 됩니다.
Q. 가정용 전구에 불이들어오는원리는 어떻게 전구에 불이 들어오는지요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.가정용 전구는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 기술을 이용합니다. 전구에는 금속선(혹은 tungsten)이 들어있는 백색 유리 구슬이 있으며, 전구에 전기가 흐르면 금속선이 높은 온도로 달궈져 빛을 내게 됩니다.전기는 전구 내부에 있는 전선을 통해 전구에 연결된 소켓에서 들어옵니다. 소켓에 연결된 전선은 집의 전기반도체로부터 전기를 공급받아 전구 내부로 전류가 흐르도록 합니다.전류가 전구 내부에 도달하면, 금속선이 달궈져 빛을 내게 됩니다. 이때 금속선이 달궈지는 과정에서 열이 발생하여 전구 내부 온도가 상승하게 되며, 이는 전구 내부 압력이 증가하게 만듭니다. 이러한 압력 변화가 전구 내부의 기체(예: 질소와 아르곤)에 영향을 미쳐 백색 유리 구슬 내부에서 특정한 색온도의 빛을 방출하게 됩니다. 이렇게 전구 내부에서 생성된 빛이 전구 밖으로 나와 방안을 밝히는 것입니다.
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Q. 겨울에 블랙아이스현상은 왜 발생하는건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.블랙아이스 현상은 도로 위의 물분자가 얼어서 얇은 얼음막이 형성되어 생기는 현상입니다. 이는 주로 기온이 0°C 이하일 때, 땅이나 도로 위의 물분자가 결정체로 변하는 과정에서 일어납니다.하지만 블랙아이스 현상이 발생하는 가장 큰 이유는 온도 변화에 따른 녹고 결정되는 과정에서 일어나는 것입니다. 예를 들어, 낮에 기온이 높아져 녹은 물이 밤에 다시 기온이 낮아져 얼어붙으면서 블랙아이스 현상이 생길 수 있습니다.블랙아이스 현상은 특히 도로 위에서 운전 시 안전상 위험합니다. 따라서 블랙아이스 현상이 예상되는 지역에서는 교통안전에 유의하여 운전하는 것이 중요합니다.
Q. 주변에서 많이보니 유리는 어떤과정을 통해 만들어지나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.반적으로 손쉽게 접하는 유리는 굴절률이 높은 광학유리와 내구성이 높은 석유유리 두 종류가 있습니다.광학유리는 주로 광학기기나 카메라 렌즈 등에 사용되며, 실리카와 보르산 등의 주성분으로 이루어져 있습니다. 이 물질들을 적절한 비율로 섞고 높은 온도로 가열하여 용융시킨 후 냉각하면 유리가 형성됩니다.석유유리는 고온에서 석유 및 석회암 등의 천연물을 용융시켜 만듭니다. 이 과정에서 천연물의 주성분인 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화철 등이 용융되어 유리를 형성합니다.
Q. 해파리는 왜 빨간색일수가 있는건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.빨간색 해파리는 크게 두 가지 이유로 붉은 색상을 띠고 있습니다.첫째, 붉은 색상은 해파리가 포식을 위해 사용하는 수중 등불입니다. 빨간색 빛은 물속에서 빛의 파장이 가장 멀리 갈 수 있는 파장으로, 해파리는 이 빛을 내뿜어 먹이를 끌어들입니다. 또한, 해파리의 알갱이 안에는 빨간색 호모밀루신(Homomiluxin)이라는 물질이 포함되어 있는데, 이 물질도 먹이를 끌어들이기 위한 역할을 합니다.둘째, 붉은 색상은 해파리가 포식을 당할 때 빛나는 자기방어 기능을 하기도 합니다. 해파리의 몸 안쪽에는 붉은 색소인 베타카로텐(Beta-Carotene)이 함유되어 있는데, 이것이 포식을 당하거나 자극을 받을 때 적극적으로 활성화되어 몸을 보호합니다.하지만, 모든 빨간색 해파리가 먹이를 끌어들이기 위해 빛을 내뿜거나 자기방어를 하는 것은 아니며, 종류에 따라 색상의 의미가 다를 수 있습니다.