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답변 내역

물에 들어간 막대기가 왜 휘어 보일까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.이유는 간단합니다. 굴절률 차이 때문입니다. 빛의 파동은 서로 성질이 다른 매질에서는 속도에 차이가 있다. 공기를 통과할 때의 속도와 유리를 통과할 때 속도가 다르다. 빛이 A매질에서 B매질로 통과할 때, 같은 파동이지만 다른 속도로 나아간다. 빛이 서로 다른 매질의 경계면을 통과하며 꺾이는 정도를 굴절률이라고 한다.기준이 되는 매질을 진공이나 공기로 보고 진공에서 빛의 속도 와 어떠한 매질 중의 빛의 속도 v의 비 c / v를 어떠한 매질의 굴절률이라 표현하는 경우가 일반적이다. 같은 매질이라도 파동의 종류에 따라 전달 속도가 차이가 나기 때문에 굴절률도 다른 값을 갖게 되며, 마찬가지로 같은 매질을 진행하는 동일한 종류의 파동이라도 파장에 따라서 굴절률이 달라질 수 있다.두 매질의 경계면을 진행하는 파동이 굴절되는 정도를 나타내기 때문에 굴절률이라 하며, 굴절도(屈折度)라 하기도 한다. 굴절률에는 절대 굴절률과 상대 굴절률이 있다. 절대굴절률은 진공에 대한 어떤 매질의 굴절률로 물질에 따라 다르며 표로 정해져 있다. 상대굴절률은 제1매질이 진공이 아닌 굴절률로 계산을 통해 얻을 수 있다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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만일 달이 없다면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.만약 우리에게 달이 없다면, 물의 움직임은 줄어들고 세계 해양에서 미네랄 영양소의 교환은 상당히 줄어들거나 심지어 방지될 것입니다. 위성이 없었다면 바다와 해안 지역이 지금처럼 다양해지지 않았을 것입니다. 일부 바다 생물은 조수에 따라 삶의 방향을 정합니다. 예를 들어 거북이와 편자 게는 조수와 함께 해변으로 밀려와 알을 낳습니다.조수는 달이 얼마나 강한지를 분명히 보여줍니다. 캐나다 대서양 연안의 최대 조수 범위는 때때로 자랑스러운 21미터입니다. 지구의 지각은 또한 달의 중력에 의해 변형됩니다. 보름달이 뜨면 육지가 떠오른다. 이것은 눈에 보이지도 않고 눈에 띄지도 않지만 이 과정은 보름달과 초승달에 지진이 더 자주 발생한다는 것을 의미합니다. 통계도 이를 증명한다.달이 지구에 미치는 영향만큼 광범위하고 생명을 유지하는 데 도움이 되는 푸른 행성은 언젠가는 위성을 잃게 될 것입니다. 달은 천천히 그러나 꾸준히 지구에서 멀어집니다. 그것은 현재 매년 거의 4센티미터씩 우리에게서 멀어지고 있습니다. 또한 지구에 미치는 영향은 점차 감소하고 있으며 어느 시점에서 태양, 토성 및 목성의 힘이 지배할 것이며 지구의 축은 불가피하게 더 적대적인 위치로 기울어질 것입니다. 그러나 우리는 여전히 약 10억 년이 걸릴 것이라고 확신할 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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수소차,전기차 대체 가능할까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.상용화 가능성은있지만, 아직은 좀 먼 얘기 같습니다. 수소연료전지차 보급으로 연결되기 어려운 이유는 무엇일까요? 아래는 해외 선진국에서 아직 수소차가 상용화 되기 어려운 이유에 대해서 요약해 보았습니다. 1. 유럽의 수소전략은 탄소중립(탄소의 배출량과 흡수량이 같아 사실상 추가배출 제로를 만드는 것)을 위한 에너지 시스템 재편이다. 즉 생산은 늘고 있지만 적기(適期) 사용이 어려운 태양광·풍력 발전 에너지로 수소를 대량 생산해 이를 에너지망에 연결함으로써 유럽의 산업을 유지·성장시키 위한 것이다. 방점은 유럽의 주력 산업을 지키는 것에 찍혀 있다.2. 자동차 분야에서 수소의 활용은 탄소중립을 위한 방편일 뿐이다. 목적만 이룰 수 있다면, 그 수단이 꼭 수소연료전지차일 필요는 없다.3. 자동차에 수소를 활용하는 방법은 수소연료전지차 이외에도 합성액체연료, 수소엔진 등 대안이 많으며 오히려 이 쪽이 유럽의 산업 보호에 적합할 수 있다.4. 수소연료전지차 보급은 장기적 관점에서 대형트럭 등 상용차 쪽에선 전망이 있지만, 승용차 쪽에서는 사실상 전기차에 밀려 대량 보급 자체가 무산될 수도 있다. 상용차에서라도 수소연료전지차의 유럽 보급을 원한다면, 유럽이 세운 수소전략을 면밀히 파악하고 파트너와 협력해 유럽에 경제적 실리를 챙겨주는 구조를 만들어야 한다. 한국이 수소연료전지차에서 1등이며 이를 선도해 세계시장을 제패하겠다는 것을 강조하면, 유럽의 수소경제에서 살아남기 어려울 수 있다.5. 국내 수소 관련 기업도 유럽의 자금투입이 집중되는 태양광·풍력 에너지를 활용한 수전해(전기로 물을 분해해 수소 생산), 그렇게 만들어진 그린수소(생산 과정에서 탄소 배출이 없는 수소)를 에너지망에 연결하는 분야에서 유럽의 파트너를 찾고 그들과 협력해 수출 기회를 더 적극적으로 만들어 나가야 한다
학문 / 화학
22.12.27
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물과 얼음은 같은 물질인데 얼음은 왜 물에 뜨나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.우리가 흔히 쓰는 무게는 질량입니다.하지만 뜨고 안뜨고의 차이는 밀도에 있습니다.두 물질의 밀도를 비교하고 합쳤을때 섞이지 않으면 밀도가 작은 물질이 밀도가 큰 물지위로 뜨는 것이죠.밀도란 단위 부피당의 질량인데요. 만약 아주 커다란 솜과 작은 돌에서 비교를 해보면은요.돌은 부피는 작지만 1cm² 의 무게와 1cm²의 솜의 무게는 다르겠죠?이럴때 돌은 솜에비해 밀도가 크다고 하고 솜은 돌에 비해 밀도가 작다고 합니다.얼음의 경우 대체로 액체는 얼면은 부피가 작아져서 밀도가 카지는 데요.물 만은 특이하게 얼면은 부피가 커집니다.이유는 물분자의 배열입니다.물분자는 산소원자하나에 104.5도 사이각을 띄워놓고 수소분자 2개가 붙어 있습니다.따라서 물이 얼면 물분자끼리 달라붙는데 6각형 모양으로 붙게되고 그 사이에 빈공간이 생겨서 질량은 그대로인데 빈 공간때문에 부피가 커져서 물일때 보다도 밀도가 작아서 물에 뜨는 것이죠.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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설탕이나 소금은 왜 녹으면 보이지 않나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.용매인 물이 용질인 소금을 녹이면서 용해 되는겁니다. 쉽게 말하면 물이 소금을 녹이면서 섞이는 겁니다 용질이 점점 작아지겠죠 물에 녹으면서요 그래서 안 보이는 겁니다.소금을 일정한 물에 과도하게 넣어 섞다보면 더이상 섞이지 않는데 이것을 포화용액이라고 합니다소금이 물에 섞이지 않고 남아있게 됩니다.이걸 침전(가라앉는다) 이라합니다.그런데 만약 20℃에서 물 100g에 5g의 용질 A를 용해 했다하면. 포화용액이 되나60℃이상으로 온도를 올려버리면 더 녹을수 있는 불포화용액 이 됩니다.소금을 다시 볼려면 소금물을 오래 끓이면 물은 증발하고 소금만 남게 됩니다.염전도 똑같은 원리입니다 염전에 바닷물을 가두고 햇빛에 물을 증발시켜 소금을 얻는 원리입니다.용해 : 어떤 물질이 녹는 것 처럼어떤 물질이 녹아 썪이는 현상용질 : 다른 물질에 녹는 물질용매 : 다른 물질을 녹이는 물질용액 : 용질이 용매에 골고루 섞여 있는 물질
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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생명과학을 공부하는데 뉴런이란 무엇일가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.신경계의 단위로 자극과 흥분을 전달한다. 신경세포체(soma)와 동일한 의미로 사용하기도 하고, 신경세포체와 거기서 나온 돌기를 합친 개념으로 사용하기도 한다.1) 뉴런의 구조뉴런은 크게 세 가지 부분으로 나눌 수 있다. 핵이 있는 세포 부분이 신경세포체이며 다른 세포에서 신호를 받는 부분이 가지돌기(dendrite), 그리고 다른 세포에 신호를 주는 부분이 축삭돌기(axon)이다. 돌기 사이에 신호를 전달하는 부분은 시냅스(synapse)라고 한다.2) 뉴런의 종류뉴런은 그 역할에 따라 감각뉴런, 연합뉴런, 운동뉴런의 세 종류로 나눌 수 있다. 또한 돌기가 몇 개 나와 있느냐에 따라, 즉 뉴런의 형태에 따라 종류를 나누기도 한다. 감각뉴런은 감각 신경을 구성하며 감각기관에서 일어난 자극을 중추신경계로 전달한다. 척수나 뇌와 같은 중추신경을 이루는 연합뉴런은 감각뉴런으로부터 전달된 자극을 판단하여 운동뉴런을 통해 반응을 내놓게 된다
학문 / 생물·생명
22.12.26
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하늘은 왜 파란색인지 알려주세요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.빛의 각 색깔은 공기 중의 입자에 의해 흩어지는 정도가 다른데, 파장이 짧을수록 많이 흩어집니다.햇빛이 지구로 들어와 대기권에 가득하게 퍼질 때, 짧은 파장인 청색 광선은 공기 입자(질소, 산소 등)와 충돌하여 사방으로 잘 퍼지는 데 비해, 빨간색 광선은 공기 속을 그대로 통과하여 멀리 날아가 버립니다.그래서 파란색이 우리 눈에 잘 보이는 것입니다.사실 가장 많이 흩어지는 색깔은 보라색이지만 우리 눈은 보라색보다 파란색에 더 민감합니다.이때 파장이 짧은 것은 자외선, 파장이 긴 것은 적외선입니다.따라서 짧은 거리에서 우세하게 산란하는 청색광이 사방으로 퍼져 우리 눈을 향하여 들어오므로 하늘이 파랗게 보이는 것입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.26
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현미경의 원리에 대해 알려주세요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.현미경의 종류는 많지만, 간단하고 학교에서 많이 쓰이는 편광현미경의 원리에 대해서 알려드리겠습니다.편광현미경(Polarized Microscope)여러가지물체가혼합된상태의견본에서각물체마다빛의진동하는방향이다른점을이용하여어떤각도에서한가지물질만을관찰한다거나혹은어떤물질이혼합되어있는가를알아내는데사용됩니다.편광현미경에서설명한바와같이일반광선이편광판을지날때어느일정한방향으로진동하는빛만이통과되며이빛이다시2중굴절프리즘(NormaskiPrism)을통과할때프리즘의특성으로인하여진동에의한한방향의빛과굴절에의한다른한빛으로분리됩니다.이두빛이물체에부딪친후다시반대작용을하는특수푸리즘에의하여합쳐지면서간섭현상이생기는데이때물체의높낮이혹은투명하기때문에식별이곤란한물체가선명하게나타나게되며Analyzer에서편광된빛의방향을맞추어우리눈에보이게됩니다
학문 / 전기·전자
22.12.26
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경유차는 겨울에 연비효율이 여름보다 떨어지나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.겨울철 연비가 떨어지는것은 복합적인 요인 때문입니다.겨울철은 공기저항에서도 차이를 보인다. 차가운 공기는 밀도가 높아지고 주행시 차량이 받는 저항이 커진다. 특히 고속주행에서는 연비 차이가 크게 나타난다. 또한 엔진내의 밀도 높은 공기는 더 많은 연료를 태워 출력은 증가하나 연비는 낮아진다.차가운 온도에서는 타이어 압력이 감소해 구름 저항이 증가한다. 갑자기 기온이 떨어지면 타이어 공기압을 점검해 볼 필요가 있다. 평소보다 높은 공기압을 필요로 한다. 또한 겨울철 타이어는 사계절 타이어 대비 노면저항이 크기 때문에 연비를 낮추는 요인으로 작용한다.엔진은 연료효율이 가장 높은 온도에 도달하는데 상당한 시간이 소요되는데, ECU는 엔진을 빠르게 데우기 위해 평소보다 농후한 연료를 분사한다. 시동시 배기가스가 독하게 느껴지는 원인이기도 하다. 공회전보다는 부드러운 초기 주행이 연비에 도움을 준다.이같은 겨울철 연비저하의 원인은 다양하다. 먼저 차가운 엔진오일과 변속기오일로 인해 저온에서의 엔진과 변속 마찰이 증가한다. 겨울철 냉간시동시 소음과 진동이 증가하는 것도 유사한 이유에서다. 내구성을 고려할 때 매뉴얼 권고 규격을 사용하는 것이 좋다.
학문 / 화학
22.12.26
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하이브리드 자동차는 전기를 충전하면서 가나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.HYBRID는 ‘혼합된’이라는 뜻을 가진 단어입니다.우리말로 변역하면 “짬뽕”이라고도 할 수 있겠는데요, 내연기관 차량과전기차가 섞여 있는 형태의 파워트레인입니다.엔진도 있으면서 전기모터도 있어서 필요할 때마다 각각의 구동력을 끌어다가 자동차를 굴립니다.약한 힘이 필요할 땐 전기모터로, 강한 힘이 필요할 땐 엔진을 구동하며, 나머지 시간에는 회생제동시스템을이용하여 배터리를 충전해 전기이용시간을 극대화합니다.기름을 소모하지 않고 배터리의 전기를 써야 연비가 좋아지기 때문에 엔진 개입도를 줄이고 최대한 전기모터를많이 구동하는 것에 초점이 맞춰집니다.
학문 / 전기·전자
22.12.26
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