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백야현상과 극야현상은 왜 일어나는 건가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지구가 태양을 도는 것을 공전 지구가 혼자 도는 것을 자전이라고 하는데공전을 하면 계절이 바뀌고 자전을 하면 밤낮이 계속 바뀌는거에요.4개의 검은 공이 지구입니다.파란색 줄은 지주가 자전하는 자전축이고요. 밑에 빨간색 화살표는 지구가 자전하는 방향입니다.지구는 태양을 정면에서 바라보면서 자전을 하지 않고 23.5˚ 가량 기울어져 있는데이 때문에 일어나는 현상입니다.그림에서 지구가 오른쪽에 있을 때는 겨울 일때인데 겨울이면 북극 쪽은 은 태양이 거의 닿지 않습니다.그림을 보시면 자전축 근처는 태양을 보지못합니다태양은 매우크지만 매우 멀기때문에 지구의 극지방에 태양빛이 닿지 않습니다자전을 해도 계속 태양빛이 거의 없는 상태이기 때문에 계속 어둡습니다.반면 남극쪽은 태양을 바라보게 되기 때문에 계속 밝습니다.바로 남극의 백야현상이 우리 겨울 일 때 일어납니다.지구가 태양의 왼쪽에 있을 때는 여름인데 북극이 아무리 자전을 해도 태양은 북극 머리위에서 태양빛을 쏘는것과 같기 때문에 해가 계속 떠 있습니다.이러한 현상이 북극 남극에서 6개월씩 지속됩니다.끝으로 지구가 위쪽이랑 아래쪽에 위치해 있을 때는 봄, 가을이고 봄 가을에는 남극과 북극 모두 낮과 밤의 길이가 같아집니다온대기후에서 안생기는 이유는 극지방이 아니기 때문입니다.온대기후는 지구의 중간쯤에 위치하고 있기때문에 계절마다 낮과 밤의 길이가 달라질 수는 있어도극단적으로 태양이 없어지지 않는다던가 태양이 뜨지 않는다던가 하는 현상은 발생할 수 없습니다
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지구과학·천문우주
23.04.02
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멀리 볼 수 있는 망원경의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.망원경의 원리는 돋보기2개를 이용한다고 생각하시는게 편합니다.실제로 돋보기 2개를 이용해서 거리를 벌리고 좁히고 하다보면 초점이 맞아집니다이때 돋보기 1개를 이용한것보다 더욱 크게 보입니다. 빛의 굴절에 의한현상이며이를 이용하여 망원경을 제작하는겁니다. 먼저 대물랜즈인 망원경의 앞에있는 렌즈와눈으로 보기위한 아이피스..즉 접안렌즈의 조합에 따라 배율이 틀려지게 됩니다.
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지구과학·천문우주
23.04.02
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기름과 물은 어떤방법을 취해도 섞이지 않나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.물과 콩기름과 잘 섞이게 하는 성분이 계면활성제입니다. 대표적인 것이 TWEEN-80입니다. 기타 시품용유화제를 다양하게 이용하고 있는 계면활성제가 있습니다.콩기름에는 게면활성제인 레시진(Lecithin)이 있지만 물과 잘 섞이게 할 함량이나 성능이 미흡합니다.
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화학
23.04.02
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길앞잡이라는 곤충은 길을 앞장서주는건가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.들이나 산길을 지나는 사람들에 앞서서 계속 날아가므로 마치 길을 안내하는 것처럼 보여 붙여진 이름이다. 어른벌레는 봄부터 가을까지 볼 수 있으며 특히 5월에 가장 많이 볼 수 있다. 육식성으로 어른벌레는 주로 작은 곤충을 먹이로 한다. 짝짓기가 끝나면 애벌레들이 부화하여 구멍을 쉽게 만들 수 있는 부드러운 흙에 알을 낳는다. 알에서 깨어난 애벌레는 먼저 수직으로 땅에 구멍을 파기 시작한다. 이곳에 살면서 구멍에 빠지는 곤충을 기다려 잡아먹는다.이른 봄에 나타나는 길앞잡이인 경우에는 4월에 먹이를 잡아먹고, 5월이 되면 짝짓기한 후 알을 낳는다. 여름에 나타나는 길앞잡이는 5월 중순에 알에서 깨어나 성장하며 겨울을 난 후 다음 해 7월에 번데기가 되어 8월초에 어른벌레가 된다. 겨울은 주로 큰 바위 밑에서 보내며, 평지보다는 볕이 들지 않는 산지에 있다.
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생물·생명
23.04.02
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양자역학은 누가 처음 설명했나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.Quantum Mechanics라는 양자역학 단어를 1924년 자신의 논문에 처음인용한 사람은 막스보른입니다.다만, 양자역학 탄생의 창시자로 거론되는 과학자를 묻는 질문이라면 그보다 이전인 1900년 흑체복사에 관련된 양자이론 가설을 제안했던 막스 플랑크입니다. 좀 더 자세히 설명드리자면 다음과 같습니다.고전역학의 근거가 되는 뉴턴역학에 비해 현대물리학의 근거가되는 양자 역학의 탄생과 이론의 정립까지는 많은 논쟁과 토론이 있어왔습니다.독일 막스보른은 양자역학이라는 " Quantum Mechanics "라는 단어를 자신의 논문에 처음으로 실은 사람입니다. (1924년)"양자 역학"이라는 문구는 1920년대 초 괴팅겐 대학에서 Max Born, Werner Heisenberg 및 Wolfgang Pauli 를 포함한 물리학 그룹에 의해 만들어졌으며 Born이 1924년 논문 "Zur"에서 처음 사용되었습니다. 그래서 단어를 최초로 논문에 실은 사람이라면 막스 보른이라 할 수 있습니다.다만, 질문의 요지는 양자역학을 탄생시킨 사람을 의미한다면 막스보른 보다 훨씬 앞서 양자이론 발표한 막스 플랑크라고 할 수 있습니다. 1900년 독일 물리학자 막스 플랑크 가 "흑체" 물질에 대한 복사의 영향에 대한 획기적인 연구를 발표하고 현대 물리학의 양자 이론이 탄생했습니다.플랑크의 양자 가설은 에너지를 방사하는 원자계는, 몇개의 이산적인 「에너지 양자」 E로 분할할 수 있는 것으로 하고, 이들 각 에너지 양자는 각각 주파수 v에 비례한 다음 식으로 정의 되도록 개별적으로 에너지를 방사한다는 가설입니다. 즉 에너지는 주파수에 비례한다는 가설로 플라크 상수를 포함한 아래식으로 요약됩니다.E = hv 따라서 과학계에서 양자 이론의 창시자는 막스 플랑크로 보고 있습니다.이러한 공로로 1918년 닐스 보어와 막스 플랑크 는 양자에 대한 연구로 각각 노벨 물리학상을 받았습니다.
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전기·전자
23.04.02
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소금쟁이물위에 뜰수있는이유는?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.소금쟁이가 물에 뜨는 원리소금쟁이가 물에 뜨는 이유가 표면장력 때문 이라는데 표면장력이 구체적으로 어떻게 작용해서 소금쟁이가 물에 뜰수 있는지 설명을 드리자면소금쟁는 발이 물에 닿게 되면 물이 오목하게 들어가 표면적이 넓어지기 때문입니다 물의 표면은 소금쟁이의 발을 위로 밀어 올려 표면적을 줄이려 하는데 이것이 바로 소금쟁이가 표면장력으로 물에 뜰 수 있는 원리이다.
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지구과학·천문우주
23.04.02
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빛은 파동과 입자의 양면성을 지닌다고 들었는데 모든 빛은 같은 속성을 가지나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.빛의 이중성과 전자의 이중성은 물리학 발달에서 기념비적인 중요한 사건입니다. 이 사건을 계기로 원자 내부 세계에서 성립하는 양자역학이라는 새로운 자연법칙을 발견하게 됐고 그 결과로 오늘날 스마트폰, 컴퓨터, LED 텔레비전 ... 등 수많은 첨단과학기술문명이 가능하게 되었습니다.1. 빛이 입자인지 파동인지에 대한 논란은 뉴턴시대부터 시작했어요. 17세기에 뉴턴이 입자라고 주장하고 1801년에 영이 이중슬릿 실험에서 빛의 간섭무늬를 확인하고 빛이 파동임을 확실하게 알게 되었고 19세기 중반에는 맥스웰이 이론적으로 예언한 전자기파에 빛도 속한다는 것을 알게 되고 빛은 전자기파라는 파동임을 알게 되었지요. 그런데 19세기 말 플랑크가 흑체 복사곡선을 표현하는 식을 유도하다가 빛이 입자일 수 도 있다는 광양자 가설에 도달하고 아인슈타인이 그 가설을 광전효과에 적용하여 성공적으로 광전효과를 설명함으로써 빛이 입자라는 증거가 되었고 바로 뒤에 컴프턴 산란은 빛과 전자의 충돌이 마치 두 당구공의 충돌과 똑같이 설명된다는 것으로부터 빛이 입자임이 증명되었지요. 광전효과로 아인슈타인이, 컴프턴 산란으로 컴프턴이 노벨 물리학상을 받았습니다. 그런데 파동인줄로 믿었던 빛이 입자라면 입자라고 믿었던 전자도 파동일수가 있지 않겠느냐고 프랑스의 드브로이가 제안을 했고 그 뒤에 데비슨과 저머 그리고 전자를 발견한 톰슨의 아들인 톰슨이 전자를 결정체에 보내서 간섭무늬를 관찰함으로써 전자가 파동이라는 증거를 확인했지요. 여기에 기여한 드브로이, 데비슨, 톰슨 모두 노벨 물리학상을 받았지요.2. 빛이나 전자의 이중성은 원자 내부세계가 우리 주위와는 전혀 다르다는 것을 알려준 계기가 되었습니다. 알고 보니 원자 내부에 있는 존재들은 입자나 전자로 구분되는 세계가 아니었지요. 원자 내부에 존재하는 것은 무엇이나 경우에 따라서 입자로도 보이고 파동으로도 보이는 존재들입니다. 그래서 우리 주위 세상을 설명하는 뉴턴 역학으로는 원자 내부세상을 설명할 수가 없었지요. 3. 초끈 이론은 입자와 파동 이중성 문제와는 별개의 이론입니다.
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지구과학·천문우주
23.04.02
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쇠똥구리는 왜 똥을 먹는건가요??
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.쇠똥구리는 역시나 똥을 먹지 않습니다.그 안에 알을 넣고 부화시키고 애벌래의 먹이로 이용하는데 동그랗게 만들지도 않습니다.반은 동그랗지만 서양 배처럼 위쪽이 둥그렇게 튀어나와있고 그곳에 애벌래가 들어있습니다.왜 거기다 낳았냐고 하면 원래 파브르책을 봐야하지만...허튼 동그란 곳 정가운데에 싸놓으면(?)뜨거운 여름날의 햇빛때문에 덩이 딱따악 하게 굳어버려서 나가지 못해서 위쪽에 싸놓는(?)것입니다.또 왜 동그랗게 굴리나면 역시나 만들기도 쉽고 자기가 먹을게 아니라 애벌래가 먹을거기 때문에 그 자리에서 먹는게 아닙니다.그렇다고 쇠똥구리가 개성적으로 네모나 세모,별처럼 굴리려면 애벌래가 나오기도 어려울 뿐만 아니라 만들기도 어려워서 그런겁니다.
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생물·생명
23.04.02
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자외선이 피부를 어떻게 파괴시키는건가요? 자외선 차단제가 효과가 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.자외선이 우리 콜라겐과 엘라스틴을 파괴시키고 각질층도 두껍게 한다고 하는데 그런건 피부재생주기에 따라 콜라겐도 원래있던게 분해되고 새로 생생성되고피부세포도 교체되면서 시간이 지나면 피부가 원래대로 돌아오게 됩니다.재생능력은 20대 후반이 지나면서부터도 조금씩 떨어지는 것으로 알려져 있습니다.광노화는 재생능력이 떨어지는 것도 있지만, 지속적인 자외선 노출에 의해 발생합니다질문에 답변이 되었기를 바라며, 정확한 것은 근처에 피부과 전문의 병원에 방문하셔서 전문적인 진료를 받는 것을 권유드립니다.
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지구과학·천문우주
23.04.02
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매년 일정한 시기에 맞춰 꽃이 피는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.런 현상이 벌어지는 주된 원인은 온난화다. 환경오염에 따른 기후변화 중 가장 두드러진 것이 온난화인데, 기온이 비정상적으로 오른 탓에 봄꽃이 피는 시기는 매년 빨라지고 있다. 식목일을 3월로 옮기자는 주장이 한때 황당하게 들렸지만 이제 설득력을 얻을 정도다. 온난화로 인한 벚꽃의 이른 개화 문제는 일본에서 특히 심각하게 다루고 있다. 일본은 812년부터 수도 교토의 벚꽃 개화 시기를 상세하게 기록해 왔다. 그간 가장 빠른 벚꽃 개화는 1409년 3월 27일이었는데 2021년 3월 26일에 교토의 벚꽃이 만개하면서 기록이 깨졌다.
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생물·생명
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