안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비가 내리면 땅이 젖는 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.비가 내리면 땅이 젖는 원리는 여러 가지가 있습니다.우선 비가 내려 지표면을 적시면, 지표면 상의 먼지나 오염물질이 씻겨나가게 됩니다. 이 과정에서 물분자는 지표면의 속력이 낮은 부분으로 모이게 되고, 이때 지표면과 물 분자 간의 인력에 의해 물분자가 지표면과 결합하게 됩니다. 이렇게 지표면에 물이 흡수되면, 물은 지표면의 구멍과 토양 내부로 스며들게 되어 토양 내부의 산소와 결합하게 됩니다. 이러한 과정에서 토양 내부의 물 분자는 포화되기 전까지 지속적으로 스며들게 되어 땅이 젖게 됩니다.또한 비는 대기 중의 수증기를 촉진시켜 수증기가 물로 결정되는 것도 있습니다. 이 과정에서 물이 지표면을 적시하게 되면, 수분이 적은 지역에서 더 많은 수분이 축적되어, 그 구간이 젖게 됩니다.이러한 원리들이 모두 작용하여, 비가 내려 땅이 젖는 것입니다.
전기·전자
Q. 전기가 생기는 원리는 무엇이고, 전기가 흐르는 과정에서 일어나는 현상들은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.전기가 생기는 원리는 전자의 운동이나 위치에 의해 발생합니다. 전자는 전기적으로 부정(-)으로 대전하며, 이전자의 움직임에 따라 전기적인 현상이 발생합니다. 전자가 다른 물질과 상호 작용할 때, 전자가 이동하여 전기적인 힘을 생성하거나 전하를 생성합니다.전기가 흐르는 과정에서 일어나는 현상들은 많이 있지만, 일반적으로 다음과 같은 현상들이 일어납니다.전기 저항: 전기 저항은 전자가 통과하는 물질에 따라 전기적인 힘을 받는 것을 말합니다. 전기 저항이 낮으면 전류가 높아지고, 전기 저항이 높으면 전류가 낮아집니다.전기 전도: 전기 전도는 전자가 물질 안에서 움직이는 것을 말합니다. 일반적으로 금속이 가장 좋은 전기 전도체입니다.전기 유도: 전기 유도는 전기적인 힘에 의해 전자가 물체 내부로 이동하는 것을 말합니다. 전기적으로 부정(-)인 전하가 인근에 있을 때, 양(+) 전하가 유도됩니다.정전기: 정전기는 전자가 흐르지 않는 물체에 전하가 축적되는 것을 말합니다. 정전기는 마찰, 분리, 전기장 등과 같은 현상으로 인해 발생할 수 있습니다.전자 기체 방전: 전자 기체 방전은 전기가 공기나 다른 기체를 통과할 때 일어나는 현상입니다. 전기가 통과하면서 기체 분자에 전자가 전달되고, 전자 기체가 생성됩니다. 이러한 과정에서 전자 기체는 빛을 방출할 수 있습니다.이러한 전기적 현상은 전자의 움직임과 위치에 의해 발생하는 것으로, 전기의 기본 원리인 쿨롤효과와 파인만의 왼손법칙 등으로 설명됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 사건의 지평선이란 뜻이 정확히 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.사건의 지평선(Event horizon)은 중력이 아주 강한 물체인 블랙홀을 둘러싸고 있는 가상 경계선을 말합니다. 이 경계선을 넘어가면 블랙홀의 중력장에서 탈출이 불가능해지므로, 더 이상의 정보나 빛이 우주로 나오지 않게 됩니다. 이는 블랙홀의 질량과 크기에 따라 다르며, 블랙홀의 질량이 클수록 경계선도 커집니다. 사건의 지평선은 블랙홀의 중심을 둘러싸고 있기 때문에, 블랙홀의 직접적인 관찰이 불가능하다는 것이 물리학자들 사이에서 인정받는 이유 중 하나입니다.
물리
Q. 유리나 금속 같은 일부 물건은 떨어뜨리면 왜 깨지는 걸까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.유리나 금속 같은 물질은 분자 구조가 밀도가 높고 굉장히 단단하게 배열되어 있습니다. 이러한 분자 구조로 인해 물질의 강도와 내구성이 높아지지만, 동시에 물체에 가해지는 충격이나 압력이 크면 분자 간 결합력이 깨지면서 물질이 깨질 수 있습니다.예를 들어 유리는 분자가 굉장히 밀도 있고 균일하게 배열되어 있기 때문에 굉장히 단단한 성질을 가지고 있습니다. 그러나 유리에 충격을 가하면 분자 간의 결합력이 깨지면서 급격한 변형이 발생합니다. 이러한 변형은 유리의 내부 응력을 증가시키고 결국은 유리가 깨지게 됩니다.따라서, 떨어뜨린 물체에 충격이 가해지면 분자 간의 결합력이 깨져서 물체가 깨질 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에는 쓰레기들이 많다고 하는데 지구로 떨어질 염려는 없나요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.실제로 지구로 떨어지는 우주 쓰레기들이 있습니다. 하지만 대부분은 대기권에서 소멸됩니다. 대기권 내부로 진입한 우주 쓰레기는 마찰 열과 공기 저항 등에 의해 소멸됩니다.하지만 일부 큰 우주 쓰레기들은 지표면까지 떨어질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 우주 기관들은 폐기물 발사 후, 안전거리를 유지하며 고도를 높이거나 대기권으로 진입시키기 위한 조치들을 취합니다.또한, 지속적으로 발사되는 인공위성 및 우주 쓰레기를 효과적으로 관리하기 위해 국제적으로 협약이 체결되어 있으며, 우주 쓰레기를 관측하고 추적하는 시설과 청소하는 기술도 개발되고 있습니다.