답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.플라즈마 장비 때문인 건 맞는데, 빛나는 플라즈마 자체보다는 그걸 만드는 전자기장과 자석이 원인일 가능성이 커요.실험실 플라즈마 장비는 대부분 13.56MHz 같은 고주파(RF)나 2.45GHz 마이크로파 전원으로 가스를 이온화해요. 차폐가 완벽하지 않으면 주변으로 전자기파가 새어 나오고, 스퍼터링용 마그네트론처럼 강한 영구자석이 들어간 장비도 많아요.스마트폰 카메라의 손떨림 보정(OIS) 장치는 자이로 센서로 흔들림을 감지하고, 렌즈 둘레의 작은 코일과 자석으로 렌즈를 반대 방향으로 밀어 상을 잡아줘요. 렌즈 위치는 자기장을 읽는 홀 센서로 확인하는데, 외부에서 강한 자기장이나 고주파 잡음이 들어오면 센서가 엉뚱한 값을 읽고 제어 회로가 이를 바로잡으려 렌즈를 계속 흔들어요. 화면이 심하게 떨리고 폰에서 미세한 진동이 느껴진 건 이 렌즈 구동부가 떨렸기 때문이에요.장비에서 멀어지면 정상으로 돌아오지만, 강한 자기장에 반복해서 노출되면 OIS 부품이 손상될 수 있어서 제조사들도 강한 자석 근처에서 카메라 사용을 피하라고 안내해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.줄을 흔들면 파동이 고정된 끝에서 반사되는데, 고정단은 움직일 수 없으니 반사파가 위아래가 뒤집혀 돌아와요. 같은 진폭 A, 같은 파장의 두 파동이 반대 방향으로 겹치면 합성파가 y = 2A·sin(kx)·sin(ωt) 꼴이 돼요. 위치마다 진폭이 2A·sin(kx)로 고정되고, 파형이 옆으로 움직이지 않고 제자리에서 오르내려서 정상파라고 불러요.마디는 sin(kx) = 0인 곳, 곧 끝에서 0, λ/2, λ… 떨어진 지점이에요. 이 자리에서는 한 파동이 위로 올릴 때 다른 파동이 항상 같은 만큼 끌어내려서 언제나 변위가 0이에요. 배는 λ/4, 3λ/4…처럼 마디와 마디의 한가운데이고, 두 파동의 변위가 늘 같은 방향이라 진폭이 2A까지 커져요. 마디끼리, 배끼리 간격은 반 파장이에요.양끝이 마디여야 하니 줄 길이 L 안에 반 파장이 정수 개 들어가야 하고, L = nλ/2, f = nv/2L인 진동만 남아요. 기타 줄 가운데를 손가락으로 살짝 대고 튕기면 그 자리가 마디로 강제되어 기본음이 사라지고 한 옥타브 높은 하모닉스 소리가 나요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.P파가 종파, S파가 횡파예요. P파는 Push처럼 암석을 진행 방향으로 밀고 당기며 압축과 팽창을 되풀이하고, S파는 Shake처럼 진행 방향에 수직으로 암석을 옆으로 비틀며 흔든다고 머리글자로 외우면 편해요. 원래 이름은 먼저 도착하는 Primary, 나중에 도착하는 Secondary에서 왔어요.지각에서 P파는 초속 약 6km, S파는 약 3.5km로 P파가 늘 먼저 도착해요. 두 파의 도착 시간차에 약 8을 곱하면 진원까지 거리를 km 단위로 어림할 수 있어서, S-P 시간이 10초면 약 80km 떨어진 지진이에요. 가까운 곳에서 지진을 겪으면 처음에 아래에서 쿵 하고 올라치는 느낌이 P파이고, 잠시 뒤 좌우로 크게 흔들리는 게 S파예요.종파는 부피 변화에 저항하는 성질만 있으면 되니 고체, 액체, 기체를 모두 지나고, 횡파는 모양 변화에 버티는 전단 강성이 있어야 해서 고체만 통과해요. 지구 반대편 관측소에 S파가 잡히지 않는 그림자 지역이 생기는 걸 보고 외핵이 액체라는 사실을 알아냈어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.진동수는 매질이 아니라 파동을 만든 파원이 정해요. 두 매질의 경계면은 양쪽이 맞닿아 붙어 있는 지점이라, 첫 번째 매질에서 온 파동이 경계면을 1초에 몇 번 흔드는지가 그대로 두 번째 매질을 흔드는 횟수가 돼요. 경계의 입자는 한 번에 한 가지 진동밖에 할 수 없으니, 양쪽 진동수가 다르면 경계에서 두 매질이 서로 어긋나 찢어지거나 겹쳐야 하는데 그런 일은 일어나지 않아요.1초 동안 경계에 도착하는 마루 수와 경계를 떠나는 마루 수도 같아야 해요. 경계에서 마루가 새로 생기거나 사라지지 않으니 1초당 마루 수, 곧 진동수가 유지돼요.반면 속력은 매질의 성질로 정해져요. 줄이라면 장력과 밀도, 빛이라면 굴절률, 소리라면 탄성과 밀도가 속력을 결정해요. 진동수는 고정인데 속력이 바뀌니 v = fλ에 따라 파장이 늘거나 줄어요. 1,000Hz 소리가 공기(초속 340m)에서 물(초속 1,500m)로 들어가면 파장이 0.34m에서 1.5m로 길어지고, 빨간 레이저가 물속에 들어가면 파장은 짧아져도 진동수가 같아 여전히 빨갛게 보여요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.사이렌은 공기를 1초에 수백 번 밀었다 당겼다 하면서 압축된 부분, 곧 파면을 일정한 간격으로 내보내요. 구급차가 멈춰 있으면 파면이 사방으로 같은 간격을 두고 퍼져요. 그런데 구급차가 나를 향해 달리면 파면 하나를 내보낸 뒤 조금 앞으로 나와서 다음 파면을 내보내니, 앞쪽 파면들 사이 간격이 좁아져요. 소리 속도는 공기에서 일정하니 간격이 좁아진 파면이 더 자주 귀에 도착하고, 진동수가 높아져 음이 높게 들려요. 멀어질 때는 반대로 파면 간격이 벌어져 진동수가 낮아져요.식으로는 f' = f·v/(v ∓ vs)이고, v는 소리 속도, vs는 음원 속도예요. 700Hz 사이렌이 초속 20m(시속 72km)로 다가오면 약 744Hz, 멀어지면 약 661Hz로 들려서, 옆을 지나는 순간 음이 약 두 반음 내려가요. 일정한 속도로 곧장 다가오는 동안에는 높아진 음이 그대로 유지되다가 지나치는 순간 바뀌어요.소리가 크게 들리는 건 도플러 효과와 별개로 거리가 가까워져서 생겨요. 도플러 효과는 소리의 크기가 아니라 높낮이를 바꿔요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.무늬 간격은 Δx = Lλ/d로 정해져요. L은 슬릿에서 스크린까지 거리, λ는 파장, d는 두 슬릿 사이 거리라서, 간격을 넓히려면 파장을 길게 하거나 슬릿 사이 거리를 좁히거나 스크린을 멀리 두면 돼요.두 슬릿에서 나온 빛의 경로 차는 d·sinθ이고, 이 값이 파장의 정수배가 되는 곳에 밝은 무늬가 생겨요. 각도가 작으면 sinθ ≈ x/L이라 이웃한 밝은 무늬 사이 간격이 Lλ/d로 나와요. 슬릿 간격 d가 좁으면 경로 차가 천천히 커져서 파장 하나만큼 차이 나는 지점이 스크린에서 더 멀리 가야 나오고, 파장이 길면 채워야 할 경로 차 자체가 커져서 같은 결과가 돼요.L = 2m, d = 0.25mm에서 650nm 빨간 레이저를 쓰면 무늬 간격이 5.2mm이고, 532nm 초록 레이저로 바꾸면 약 4.3mm로 좁아져요. 빨간 레이저로 d를 0.125mm로 절반 줄이면 10.4mm로 두 배가 돼요. 스크린을 멀리 둘수록 간격은 넓어지는 대신 빛이 퍼져 무늬가 어두워지니 어두운 방에서 관찰하면 잘 보여요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.하위헌스 원리에 따르면 슬릿 안의 모든 점이 새로운 파원이 되어 사방으로 파동을 내보내요. 스크린의 한 점에는 슬릿 곳곳에서 온 빛이 서로 다른 경로 길이로 도착하는데, 슬릿 폭을 a라 할 때 a·sinθ = mλ(m = ±1, ±2…)를 만족하는 방향에서는 슬릿을 반으로 나눈 두 부분의 빛이 짝지어 상쇄돼 어두운 무늬가 생겨요.무늬는 가운데 밝은 띠가 가장 넓고 밝아서 양옆 띠보다 폭이 두 배이고, 바깥 띠는 중앙 밝기의 약 4.5%, 1.6%로 빠르게 어두워져요.첫 번째 어두운 무늬의 각도는 sinθ = λ/a로 정해져요. 슬릿 폭이 파장보다 수천 배 크면 θ가 거의 0이라 빛이 직진하는 것처럼 보이고, 폭이 줄어 파장에 가까워질수록 sinθ가 1에 다가가 빛이 거의 모든 방향으로 퍼져요. 파장 650nm 빨간 레이저를 폭 0.1mm 슬릿에 통과시키면 1m 떨어진 스크린에서 중앙 띠 폭이 약 13mm로 나타나요.선명한 무늬를 보려면 파장이 하나로 고르고 위상이 가지런한 레이저 같은 결맞는 빛이 필요해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.귀는 소리가 두 귀에 도착하는 시간차(최대 약 0.7ms)와, 머리에 가려 반대쪽 귀에 작게 들리는 크기 차이로 좌우를 가려요. 위아래나 앞뒤는 귓바퀴 굴곡이 방향마다 특정 주파수를 다르게 깎아내는 패턴, 곧 머리전달함수(HRTF)로 구분해요. 거리는 소리 크기와 직접음·반사음의 비율로 판단해요.스피커로 들으면 왼쪽 스피커 소리도 두 귀에 시간차를 두고 들어가고, 귓바퀴를 거치며 방향 정보가 입혀지고, 벽에서 반사된 소리까지 섞여요. 뇌가 이 단서를 모아 소리가 바깥 공간에서 난다고 느껴요. 헤드폰은 왼쪽 소리가 왼쪽 귀에만, 귓바퀴를 거의 거치지 않고 들어가니 이런 단서가 빠져 소리가 머릿속에 맺혀요.입체음향은 빠진 단서를 계산으로 되살려요. 소리에 HRTF를 입히고 공간 반사음을 더하면 헤드폰으로도 앞이나 위에서 나는 소리처럼 들리고, 머리 움직임을 추적하는 공간 음향은 고개를 돌려도 소리 위치가 고정돼요. 처음 50ms 안에 들어오는 초기 반사음은 공간 크기와 거리감을, 뒤이은 잔향은 감싸는 느낌을 만들어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.산소를 차단하는 방식만으로는 잘 꺼지지 않아요. 열폭주가 시작되면 양극 소재가 분해되면서 스스로 산소를 내놓고, 한 셀의 열이 옆 셀로 옮겨가며 연쇄적으로 불이 번져요. 겉불을 덮어도 팩 안쪽 온도가 내려가지 않으면 다시 살아나니, 배터리 전체를 식혀 연쇄 반응을 멈추는 쪽으로 진압해요.현장에서 가장 확실한 방법은 차를 물에 담그는 거예요. 차 주변에 접이식 벽을 세워 이동식 수조를 만들고 배터리 높이까지 물을 채우면 팩 전체가 한꺼번에 냉각돼요. 수조를 쓰기 어려운 곳에서는 차 아래로 노즐을 밀어 넣어 팩 바닥에 물을 집중적으로 뿌리거나, 배터리 케이스를 뚫고 내부에 직접 물을 넣는 관통형 장비를 써요. 물이 대량으로 필요해서 수천에서 만 리터 넘게 쓰이기도 해요.질식소화포는 차를 덮어 불길과 연기가 옆 차로 번지는 걸 막는 용도로 주로 쓰고, 지하주차장처럼 좁은 곳에서 피해를 줄여줘요. 진화 뒤에도 몇 시간에서 며칠 사이 재발화하는 경우가 있어서, 열화상 카메라로 온도를 지켜보며 격리 보관해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.실제 자율주행차에는 "보행자와 탑승자 중 누구를 살릴지" 고르는 규칙이 들어 있지 않아요. 사고를 피할 수 없다고 판단되면 차선을 크게 벗어나지 않은 채 최대한 강하게 제동해 충돌 속도를 낮춰요. 급하게 핸들을 꺾으면 차가 미끄러지거나 옆 차선 차량, 인도의 사람을 새로 칠 위험이 생기고 결과를 예측하기 어려워서, 대부분 제조사는 예측 가능한 감속을 가장 안전한 선택으로 봐요.설계에서 더 공을 들이는 건 그런 순간이 오기 전 단계예요. 횡단보도 근처나 주차된 차 사이처럼 사람이 튀어나올 수 있는 곳에서는 미리 속도를 줄이고 거리를 넓혀서, 선택을 강요받는 상황 자체가 생기지 않게 해요.독일은 2017년 윤리위원회 지침과 이후 법률에서 나이, 성별 같은 개인 특성으로 누구를 우선할지 따지는 판단을 금지했고, 사람의 생명을 물건이나 동물보다 앞에 두도록 했어요. MIT가 전 세계 수백만 명에게 딜레마 상황을 물었던 모럴 머신 연구에서는 나라와 문화권마다 선택이 뚜렷하게 달라서, 어느 한쪽을 정답으로 못 박기 어려운 문제로 남아 있어요 :)