안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 천재라는 것에는 어떤 과학적인 기준이 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.천재는 뛰어난 지적 능력을 가진 사람을 일컫습니다. 이들은 한 분야, 혹은 여러 분야에서 두각을 나타내며, 놀라운 이해력과 추론 능력을 가지고 있습니다. 천재는 어린 시절부터 재능을 보이며, 신동이라 불리는 경우도 있습니다. 정확히는 남이 생각하지 못하는 것을 생각해내는 사람이나, 남이 발휘하지 못하는 능력을 발휘하는 사람을 의미합니다. 천재는 뛰어난 지적 능력으로 한 영역에서 대가가 되거나, 미지의 영역을 개척하면서 위대한 업적을 남깁니다.
물리
Q. 영화 소재로도 쓰인 비뉴턴 유체는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.비뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙과 달리 응력과 무관한, 즉 일정한 점도를 따르지 않는 유체입니다. 이러한 유체는 특별한 특성을 가지며, 다양한 상황에서 나타납니다. 여러 가지 비뉴턴 유체의 예시와 작동 원리를 살펴보겠습니다.토마토 케첩: 흔히 볼 수 있는 비뉴턴 유체 중 하나입니다. 토마토 케첩은 흔들릴 때 더 잘 움직이며, 점도가 힘이 가해지는 정도에 따라 변할 수 있습니다.치약: 치약도 비뉴턴 유체입니다. 치약은 흔히 볼록한 튜브에서 쉽게 흘러나오며, 힘이 가해지면 더 쉽게 흘러나옵니다.혈액: 혈액도 비뉴턴 유체로 분류됩니다. 혈액은 특정한 상황에서 점도가 변할 수 있으며, 혈액 순환과 관련된 다양한 생리적 현상에서 비뉴턴 유체의 특성이 나타납니다.비뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙과 다르게 점도가 변하는 특성을 가지며, 다양한 일상적인 물질에서 발견됩니다.
전기·전자
Q. 평소에궁금한건데 렌즈의 작동원리가궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.렌즈는 빛의 굴절에 기반하여 작동합니다. 렌즈는 빛을 모으거나 분산시키는 도구로, 주로 유리로 만들어집니다. 렌즈는 다양한 종류와 형태가 있으며, 기하광학에서는 빛의 직진성과 매질 간의 굴절하는 성질을 이용하여 상을 확대하거나 축소하는 역할을 합니다. 렌즈의 작동 원리를 간단히 설명하면 다음과 같습니다.굴절과 광선 추적: 렌즈는 빛을 굴절시켜 빛의 경로를 바꿉니다. 빛이 렌즈를 통과할 때, 광선 추적을 통해 빛의 경로를 계산합니다.스넬의 법칙: 렌즈는 스넬의 법칙에 따라 빛을 굴절시킵니다. 스넬의 법칙은 빛이 다른 매질로 입사할 때 굴절되는 각도를 설명하는 원리입니다.볼록렌즈와 오목렌즈: 볼록렌즈는 빛을 모아 초점을 만들고, 오목렌즈는 빛을 확산시킵니다.렌즈의 종류와 크기에 따라 상의 크기와 형태가 달라집니다.렌즈는 카메라 렌즈, 안경 렌즈, 현미경 렌즈 등 다양한 분야에서 사용되며, 빛의 굴절을 통해 다양한 기능을 수행합니다.
화학
Q. 액체 질소는 뜨거운게 아닌데 왜 끓고 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.액체 질소는 매우 낮은 온도에서 존재하며, 그 끓는 점은 약 -196°C입니다. 이 온도에서 액체 질소는 기체로 상변화합니다. 그럼에도 불구하고 왜 끓고 있는지 설명해드리겠습니다.액체 질소는 상온에서는 기체가 아닌 액체 상태로 존재할 수 없습니다. 따라서 상온에서 액체 질소를 놓으면 즉시 증발하게 됩니다. 그러나 실험을 자세히 관찰하면 액체 질소가 한 곳에서만 증발하는 것이 아니라 움직이면서 증발하게 됩니다. 이는 액체 질소가 처음 책상에 떨어졌을 때, 접촉하는 순간 증발을 하게 되는데, 그럼으로서 책상 밑에 있던 액체가 기체로 급변하면서 마찰력이 떨어지고, 그 마찰력의 감소로 인해 상대적으로 위에 남아있던 액체는 스르르르 미끄러지게 됩니다.실제로 액체 질소를 부으면 바로 끓어버리는데, 이는 액체 질소가 -196°C 이하에서만 액체로 존재할 수 있기 때문입니다. 따라서 액체 질소는 상온에서 기체로 급 변하면서 끓어버리게 됩니다. 이러한 현상은 라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)라고도 합니다. 이 효과는 액체와 기체 사이에서 발생하는 현상으로, 액체가 급격히 증발하면서 얇은 기체막을 형성하고 표면에 닿지 않게 됩니다.따라서 액체 질소는 뜨거운 것이 아니지만, 상온에서 끓어나오는 현상은 이러한 원리로 설명됩니다.
전기·전자
Q. 빛의 속도는 어떻게 계산한 값인가요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.빛의 속도는 빛이 이동하는 거리와 시간을 측정하여 계산됩니다. 다양한 방법으로 빛의 속도를 측정하고 확인했으며, 다음은 그 중 일부입니다.갈릴레이의 실험: 갈릴레이는 빛의 속도를 확인하기 위해 산 꼭대기 두 곳에서 빛의 신호를 주고받는 실험을 시도했습니다. 그러나 당시의 기술로는 시간 간격을 정확하게 측정할 수 없었습니다.레이저광과 원자시계를 이용한 측정: 현재는 레이저광과 원자시계 등을 이용하여 정확한 빛의 속도를 측정합니다. 레이저광을 통해 거리를 측정하고, 원자시계를 통해 시간을 정확하게 측정합니다.현재로서는 빛의 속도는 초속 약 29만 9792.458km로 결정되어 있습니다. 이 값은 매우 정밀한 측정 결과로 얻어진 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주로 나가면 사람의 몸은 부풀어 지나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주로 나가면 사람의 몸은 다양한 변화를 겪게 됩니다. 그러나 이는 SF 영화에서 보여주는 것처럼 급격한 폭발이나 몸이 부풀어 오르는 현상은 아닙니다. 실제로는 다음과 같은 상황이 발생합니다.압력의 부족: 우주는 진공 상태이기 때문에 압력이 매우 낮습니다. 몸의 액체(혈액, 탈수된 체액 등)은 기화되어 부풀어 오르지 않습니다.체온 조절: 우주는 매우 추운 환경입니다. 따라서 몸은 빠르게 냉각됩니다. 우주복이 없다면 저체온증으로 인해 생존이 어려울 수 있습니다.산소 부족: 우주는 산소가 없는 환경입니다. 몇 분 내로 질식으로 사망하게 됩니다.따라서 우주로 나가면 몸은 위와 같은 변화를 겪게 되며, 생존이 불가능한 상황이 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 카르만라인은 정확히 어느 지점을 말하는 것이고 어떤 물질들로 이루어져있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.카르만 라인은 지구의 대기와 우주 사이의 경계를 정의하는 선입니다. 이 경계는 항공학과 우주 비행학 분야에서 중요한 역할을 합니다. 국제항공연맹(FAI)에서는 카르만 라인을 지구 평균 해수면의 100 킬로미터(54 nautical miles; 62 miles; 330,000 피트) 상공에서 시작하는 공간으로 정의하고 있습니다1. 이 경계는 항공기와 우주선이 서로 다른 관할권에 속하며 법적 및 규제 목적에서 중요합니다.카르만 라인은 헝가리계 미국인 엔지니어이자 물리학자인 테오도르 폰 카르만(Theodore von Kármán)의 이름을 따서 명명되었습니다. 그는 1960년대에 이러한 고도의 경계를 유도하려고 시도한 최초의 사람입니다1. 이 경계는 항공 비행과 우주 비행의 구분에 중요하며, 다양한 국가와 단체에서도 다양한 목적에 따라 우주공간의 경계를 다르게 정의하고 있습니다.카르만 라인은 공기가 끝나고 우주가 시작되는 지점으로, 우주 비행이 시작되는 물리적인 경계입니다. 이 경계는 항공기의 양력과 우주선의 관성을 고려하여 정의되며, 기술적 고려사항과 법적 정의의 차이로 인해 여러 정의가 존재합니다. 이러한 경계는 우주 탐험과 항공 기술 발전에 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 기후변화가 자연재해발생빈도나 강도에 영향을주나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기후변화는 자연재해의 발생 빈도와 강도에 영향을 미칩니다. 다음은 기후변화가 자연재해에 어떤 영향을 미치는지에 대한 내용입니다.증가하는 자연재해: 기후변화로 인해 극단적인 기상 상황이 더 자주 발생하고 있습니다. 홍수, 가뭄, 폭풍과 같은 기후 관련 재해의 발생 빈도가 증가하고 있습니다.경제적 손실 증가: 기후변화로 인한 자연재해는 경제적 손실을 증가시킵니다. 피해액은 전 세계적으로 약 2조 9천700억 달러에 달하며, 복구 비용은 손실 비용의 2~3배에 달합니다.따라서 기후변화는 자연재해의 발생 빈도와 강도에 큰 영향을 미치고 있으며, 이는 지속 가능한 대응이 필요한 문제입니다.
화학
Q. 기온의 차이에 따라 풍화작용의 정도도 달라지나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기온의 차이는 풍화 작용에 영향을 미칩니다. 기온 변화는 지표면의 물질에 물리적인 변화를 일으키며, 이는 풍화 작용을 조절합니다.냉각과 팽창: 냉각은 기온이 낮아지면 발생하며, 물질이 수축하고 균열이 발생할 수 있습니다.팽창은 기온이 높아지면 발생하며, 물질이 팽창하고 균열이 확대될 수 있습니다.열팽창: 물질은 열을 받으면 팽창하고, 열을 잃으면 수축합니다. 이러한 열팽창은 풍화 작용에 영향을 미칩니다.따라서 기온 변화는 지표면의 물질에 풍화 작용을 조절하는데 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 산림을보호하고 관리함으로써 기후변화에대한 영향을미칠수있을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.산림을 보호하고 관리함으로써 기후변화에 영향을 미칠 수 있습니다. 다음은 산림이 기후변화에 어떤 영향을 미치는지에 대한 내용입니다.기후변화에 대한 영향: 산림은 기후 안정화에 도움을 줍니다. 산림은 생태계를 규제하고, 생물 다양성을 보호하며, 탄소 순환에 중요한 역할을 합니다. 산림은 지속 가능한 성장을 지원하며, 생계를 지원하고, 지속 가능한 성장을 촉진할 수 있는 재화와 서비스를 제공합니다.기후변화의 원인과 해결책: 산림은 기후 변화의 원인이기도 하지만, 기후 변화의 해결책으로도 중요한 역할을 합니다. 산림은 탄소 흡수를 통해 기후 변화의 영향을 완화하는데 기여합니다. 토지 복원을 통해 산림을 늘리고 유지하는 것이 기후 변화에 필수적입니다.따라서 산림을 보호하고 관리함으로써 기후변화에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 지속 가능한 환경과 사회를 위한 중요한 전략입니다.