전자는 왜 원자핵으로 끌려 들어가지 않고 궤도를 유지하나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전자가 원자핵으로 그냥 빨려들어가지 않는 이유는 전자가 작은 공처럼 핵 주위를 도는 존재가 아니기 때문입니다.고전적으로 생각한다면 음전하 전자가 양전하 핵에 끌려 결국에는 떨어질 것 같지만, 원자 안에서는 양자역학의 법칙이 적용됩니다. 전자는 정확한 위치와 속돌르 동시에 딱 정할 수가 없는데, 그래서 핵 주변에 퍼진 파동이나 구름 같은 상태로 존재합니다.이때 전자는 아무 에너지나 가질 수 있는 것이 아닌 정해진 에너지 상태, 즉 전자껍질이나 오비탈에만 있을 수가 있게됩니다. 만약에 전자를 핵 안에 아주 좁게 가둬두려면 위치는 정확해 질 수 있을지언정 운동에너지가 커지기 때문에 오히려 안정하기가 어렵게 됩니다. 그래서 전자는 핵에 끌리면서도 가장 낮고 안정한 에너지 ㅅ상태에서 일정한 분포를 이루면서 존재한다고 이해하시면 되겠습니다.
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스마트폰 화면은 내 손가락은 귀신같이 인식하면서, 왜 장갑 낀 손이나 플라스틱 막대는 인식을 못하나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.스마트폰 화면은 힘을 누르는 것을 보는 게 아니고 ,손가락이 화면의 전기장과 정전용량을 살짝 바꾸는 것을 감지하는 것입니다.사람 몸은 어느 정도 전기가 통하고 전하를 머금을 수 있습니다. 그래서 손가락이 닿게 되면 화면의 투명 전극 배열에서 미세한 변화가 생기게 됩니다. 반대로 일반 장갑이나 플라스틱 막대는 전기가 잘 통하지 않기 때문에 화면 입장에서는 손가락이 온 것처럼 변화가 거의 느껴지지 않습니다.장갑을 껴도 되는 제품들은 손끝 부분에 전도성 섬유가 들어 있기 때문에 손가락의 전기적 특성이 화면까지 전달되는 구조로 보시면 되겠습니다. 예전에는 감압식 터치스크린이였는데, 이것은 압력을 눌러서 두 층이 닿는 방식이기 때문에 플라스틱 펜도 됐지만, 반응이 둔하고 화면 선명도나 내구성 면에서도 상당히 불리하고 안 좋았습니다.
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강한 충격을 견디고 깨질 때도 날카롭지 않은 강화유리의 열처리 공학 기술
안녕하세요. 박재화 박사입니다.강화유리는 유리르 높은 온도까지 가열한 뒤 표면을 빠르게 식히면서, 안쪽과 바깥쪽의 온도 구배를 주어 응력을 분포시켜 만드는 방식입니다.냉각할 때는 표면은 먼저 차갑게 굳는 반면에, 내부는 아직 뜨거운 상태이기 때문에 나중에 천천히 줄어들려고 합니다. 이때 내부가 수축하면서 이미 굳은 표면을 안쪽으로 잡아당기기 때문에, 표면에는 압축응력이 걸리고, 내부에는 인장응력이 남게 됩니다.그리고 유리라는 소재의 종류는 표면의 작은 흠직에서 균열이 전파하기 쉽습니다. 그런데 표면에 압축응력이 있으면 이러한 균열이 벌어지기가 쉽지 않습니다. 그래서 일반 유리보다 충격이나 굽힘에 더 잘 버티고, 작은 스크래치가 바로 큰 균열로 커지는 것도 줄어드는 것입니다.
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고분자는 어떻게 원하는 성질을 갖도록 만들 수 있나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.고분자는 분자 구조를 어떤식으로 설계하느냐에 따라서 성질이 크게 달라질 수 있습니다.어떤 단량체를 쓰는지에 따라서 딱딱한 재료가 되기도 하고, 고무처럼 잘 늘어나는 재료가 되기도 합니다. 그리고 분자량이 커질 경우 보통은 강도와 점성이 올라가는데, 이게 너무 커지면 가공하는 것 자체가 어려울 수도 있습니다. 또 가지 구조가 많거나 사슬이 촘촘하게 얽혀 있다면 녹는 성질이나 탄성, 투명도, 강도 등의 특성들이 달라질 수 있습니다.결정성이 높으면 단단하고 열에 강해지는 경우들이 많은데, 비정질 구조가 많은 경우 투명하거나 유연한 성질이 나타날 수 있습니다. 여기에다가 가소제나 추전재, 안정제 등 첨가제를 넣으면 여러 특성들의 조절이 가능해 지는 것입니다.결국에는 고분자는 원료 선태과, 분자량, 가지 구조, 가교 ,결정성, 첨가제 등을 조절해서 원하는 성질을 디자인하게 되는 소재입니다.
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AI가 만든 영상과 실제 영상을 잘 구분하지 못하는데, 이런 것이 정상인가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.AI 영상과 실제 영상을 잘 구분하지 못하는 것은 충분히 정상적인 일로 볼 수있습니다.요즘 AI 퀄리티가 미친듯한 퀄리티라 얼굴, 피부, 목소리, 배경, 카메라 움직임까지 꽤 자연스럽게 만들어집니다. 일반인이 한눈에 알아보기 상당히 어렵습니다. 예전에는 손가락 개수가 다르거나, 눈코입 같은게 이상하게 보이는 부분들이 있는데, 요즘에는 그런게 상당히 줄어들었죠.단순하게 느낌만으로 판단하면 틀릴 가능성이 상당히 높습니다. 볼 때는 출처가 믿을 만한지, 같은 장면을 다른 언론이나 공식 계정에서도 확인할 수 있는지 같이 보는 것이 더욱 중요할 수 있습니다.
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컴퓨터공학,ai 관련 학과 지망- 통합과학1 탐구주제 추천
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.말씀하신 걸 보면 가능하시라 생각은 됩니다. AI 쪽도 물리와 지구과학 파트로 충분히 연결 가능할 것 같아요.센서를 직접 주제로 못 잡는다고 하셨으니, 센서가 모은 데이터를 AI가 어떤식으로 해석을 할 수 있는지에 대해서 방향을 살짝 틀어보면 괜찮을 것 같습니다. 물리적인 부분을 보면 빛의 파장과 색 인식이나 소리의 파형 분석, 전자기파와 무선 통신 등과 같은 주제들이 잘 맞을 것 같습니다.이런 주제들을 예를 들어보면 이미지를 인식하는 AI가 색과 밝기 차이를 어떤 식으로 구분하는 지, 그리고 그것을 어떻게 데이터로 바꾸는지를 탐구할 수 있겠지요. 지구과학도 기상을 예측하거나 지진파 분석 같은 주제들을 AI와 연결하기 좋을 것 같습니다.너무 거창하게 AI 모델을 만들 필요는 없으실 것 같고, 자연 현상을 숫자 데이터로 바꾸고 컴퓨터가 패턴을 찾는다는 느낌으로 가시면 될 것 같습니다.
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고대 로마 문명에서 탄생한 과학 기술력 뭐가 있나여? 답글 자랍니다만…?
안녕하세요. 박재화 박사 입니다.고대 로마는 이론 과학보다는 실제 생활과 도시 운영에 필요한 공학 기술들이 강했던 문명으로 평가받고 있습니다.찾아보면 수도교를 만들어서 먼 곳의 물을 도시로 끌어오는 거나, 하수도와 목욕탕 같은 위생 시설도 발전시켰던 것으로 알려져 있습니다. 또 로마 도로는 군대 이동과 물자 운송을 빠르게 하기 위해서 튼튼하게 만들어짐을 물론, 일부는 지금도 흔적이 남아있기도 합니다. 건축만 봐도 아치, 돔, 콘크리트 기술이 뛰어나서 콜로세움이나 판테온 같은 큰 건물들을 지을 수가 있었습니다. 그리고 바닥 밑으로 뜨거운 공기를 보내는 난방 방식인 하이포코스트도 로마의 실용적인 기술로 평가를 받고 있습니다.고대 로마의 과학 기술력들 화려한 이론적인 것보다는 도로나 물, 건축, 등 현실을 바꾸는 실용적인 기술에 강했다고 생각하시면 되겠습니다.
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충전기가돼다안돼다하는데요그냥써도상관없나요아니면바꿔어야하나요
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.충전기 선이 됐다가 안 됐다가 하면 그건 그냥 계속 쓰지 않는 것이 좋습니다.대부분 케이블의 안쪽에 단선이 났거나, 단자 부분 접촉되는 쪽 거기가 헐거워진 경우가 많습니다. 이 상태로 만약 계속 쓰신다면 충전이 느려지거나 끊기는 것뿐 아니라 발열도 발생될 수 있습니다. 특히 충전 중에는 선이 뜨겁거나 탄 냄새가 나거나, 단자 부분이 까맣게 변했다면 바로 사용을 멈추시는 게 좋을 것 같습니다.휴대폰 충전 단자 문제일 수도 있으니 다른 케이블로 한번 테스트 해보시고, 정상이라면 기존 선을 교체하시면 됩니다.
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왜 비행기에서는 인터넷이 잘 안될까요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.비행기에서 일반 휴대폰 데이터가 잘 안되는 이유는 지상 기지국이 하늘 위 비행기를 대상으로 만들어진 것은 아니기 때문입니다.기지국 신호는 주로 지상 사람들에게 맞춰서 퍼져나가는데, 비행기는 고도가 높고 속도도 빠르기 때문에 신호를 안정적으로 잡기가 어렵습니다. 그리고 하늘에서는 여러 기지국 신호가 동시에 잡히거나 계속 바뀌기 때문에 통신이 끊기기 쉬워집니다. 비행기 모드는 휴대폰에서 이동통신 송수신기를 꺼서 기내 장비 간섭의 가능성과 불필요한 신호 송출을 줄이기 위한 조치입니다. 요즘 기내에 보면 와이파이가 되는 경우도 있는데, 이는 휴대폰이 직접 기지국에 연결되는 방식은 아니고, 비행기 안 공유기에 연결된 뒤 위성이나 항공 전용 통신망을 통해 인터넷을 쓰는 방식입니다.그래서 여러 승객드이 나눠 쓰고 위성을 거치는 경우도 많기 때문에 지상 와이파이 보다 느리거나 끊김이 생길 수 있게 됩니다.
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공예를 하고싶지만 제 방에 있는 햄스터가 걱정 됩니다
안녕하세요. 박재화 박사입니다.햄스터가 있는 방에서 UV 레진 작업은 될 수 있으면 안하는게 좋을 것 같습니다. 레진이 굳기 전 액체 상태일때도 냄새와 휘발 성분들이 나올 수 있습니다. 그리고 경화하는 과정에서도 자극적인 냄새가 남을 수 있기도 합니다.사람에게는 잠깐 냄새나고 마는 정도일지는 모르겠으나 햄스터에게는 몸이 작고 호흡기도 예민하기 때문에 더 위험할 수 있습니다. 그리고 햄스터는 밖에 내놓고 키우질 않으니 케이지 안에서도 냄새가 나도 피하지도 못할테니까요.꼭 작업을 하셔야겠다면 햄스터는 다른 방이나 안전한 장소로 이동시키고 창문을 열고 환기하면서 작업을 하시는 것이 좋을 듯 합니다. 작업 후에도 냄새가 완전히 빠져나간 이후, 그리고 레진이 묻은 휴지나 도구들은 밀봉해서 치운 이후 다시 들이는 편이 안전할 것 같습니다.
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