답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.출발점은 빛이 유리를 지날 때 꺾이는 굴절이에요. 빛은 공기에서 유리로 들어갈 때 속도가 느려지면서 진행 방향이 꺾이는데, 볼록 렌즈는 가운데가 두껍고 가장자리가 얇은 모양이라 어느 위치로 들어온 빛이든 안쪽으로 꺾이도록 설계돼 있어요. 그래서 렌즈 전체로 들어온 평행한 햇빛이 초점이라는 한 점을 향해 모이는 거예요.여기서 에너지 집중이 일어나게 돼요. 지름 10cm 렌즈라면 그 넓은 면적으로 쏟아지던 햇빛에너지가 지름 몇 mm짜리 점 하나에 몰리는 건데, 면적이 수천분의 1로 줄었으니 같은 자리에 쏟아지는 에너지 밀도는 수천 배가 되는 셈이에요. 돋보기가 빛을 만들어낸 게 아니라 넓게 퍼질 에너지를 좁은 곳에 몰아 넣은 것 뿐이죠. 강물이 좁은 계곡을 만나면 유속이 확 빨라지는 것과 비슷해요.검은 종이가 잘 타는 것도 이유가 있는데, 검은색은 빛을 반사하지 않고 대부분 흡수해서 열로 바꾸는 색이거든요. 흰 종이는 빛을 상당 부분 튕겨내니 같은 초점에서도 온도가 덜 올라가요. 흡수된 에너지가 한 점에 계속 쌓이면 온도가 종이의 발화점인 230도 부근을 넘어서면서 불이 붙는거죠.굴절이 빛의 길을 꺾고, 그 길들이 한 점에 모여 에너지 밀도를 폭증시키고, 검은 표면이 그걸 열로 바꿔 쌓는거죠 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.녹이 생기려면 철 혼자로는 안되고 반드시 산소와 물이 함께 있어야 해요. 녹은 철이 공기 중 산소, 수분과 만나 일으키는 화학반응의 결과물 이거든요. 셋 중 하나만 빠져도 반응이 일어나지 않아요.페인트나 기름이 하는 일이 바로 이 만남을 차단하는 게예요. 표면에 얇은 막을 만들어 산소와 물이 철에 닿지 못하게 막는 거죠. 철 자체가 강해진 게 아니라 반응 상대를 못 만나게 격리 시킨 것 뿐이에요. 음식에 랩을 씌워 공기를 막으면 잘 상하지 않는 것과 같은 원리예요. 기름은 특히 물과 섞이지 않는 성질이라 수분을 밀어내는 효과까지 있고요.그래서 페인트가 벗겨지거나 긁힌 자리부터 녹이 시작되는 거예요. 그 틈으로 산소와 물이 다시 철을 만나거든요. 녹 방지는 철을 바꾸는 게 아니라 산소와 물의 접근을 막아야 되는점이 중요해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.소금호수의 리튬은 수백만년에 걸친 자연 농축의 결과예요. 리튬은 원래 화산암 속에 옅게 흩어져 있는데, 빗물과 지하수가 오랜 세월 암석을 씻어내리면서 리튬을 조금씩 녹여 낮은 분지로 운반해요. 문제는 이 물이 빠져나갈 출구가 있느냐 인데, 남미 안데스 고원의 분지들은 사방이 막힌 지형이라 물이 고이기만 하고 흘러나가지 못하거든요.여기에 기후가 결정타인데, 볼리비아, 칠레, 아르헨티나가 만나는 이 지역은 세계에서 손꼽히게 건조하고 일사량이 강한 곳이라 고인 물이 계속 증발해요. 물은 날아가고 리튬은 남으니 수백만년 반복되면 농도가 바닷물의 수백 배 까지 진해진 소금물 호수가 되는 거예요. 국을 계속 졸이면 간이 진해지는 것과 같은 원리죠.그래서 조건이 딱 맞아야 해요. 리튬을 공급할 화산지대, 물이 못 빠져나가는 막힌 분지, 증발이 왕성한 건조 기후 세 가지가 겹치는 곳이 드물어서 남미 삼각지대에 매장량이 몰린 거예요. 광석에서 캐는 호주 방식도 있지만, 소금 호수는 물을 퍼올려 햇볕에 말리기만 하면 되니 생산 비용이 훨씬 싸다는 장점도 있구요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.각운동량 보존 법칙은 회전하는 물체가 회전축의 방향을 유지하려고 한다는거에요. 각운동량은 회전의 세기와 방향을 함께 담은 양인데, 외부에서 비틀지 않는 한 크기도 방향도 그대로 보존되거든요. 빠르게 도는 팽이는 큰 각운동량을 가지고 있어서 축이 기울어지는데 강하게 저항하는 거에요.멈춘 팽이는 조금만 기울어도 중력이 그대로 넘어 뜨리죠. 그런데 도는 팽이는 중력이 넘어 뜨리려 해도 그힘이 축을 눕히는 대신 축 자체를 빙 돌리는 세차운동으로 바뀌어요. 넘어지는 데 쓰일 힘이 축이 원을 그리며 도는 운동으로 방향을 틀어버리는 셈이라, 팽이는 비틀거리면서도 쓰러지지 않고 버티는 거에요. 회전이 느려져 각운동량이 줄면 그제야 중력이 이기면서 쓰러지구요.회전은 방향을 지키려는 관성이고, 그 관성이 클수록 쓰러뜨리기 어렵다는게 각운동량 보존의 포인트에요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.도금의 본질을 보면 좀 더 뚜렷한데, 도금은 물건 표면에 완전히 다른 금속의 얅은 옷을 입히는 기술이거든요. 물체의 성질 중 상당수는 속이 아니라 표면이 결정해요. 닳는 것도 표면, 전기가 접촉하는 것도 표면, 반짝이는 것도 표면이죠. 그러니 표면만 갈아끼우면 몸통은 싸고 가공하기 쉬운 금속을 쓰면서 겉은 원하는 성질로 바꿀 수 있는 거예요.그래서 목적에 따라 입히는 금속이 달라져요. 단단함이 필요한 기계 부품에는 크롬을 입혀 마모를 버티게 하고, 전기가 잘 통해야 하는 커넥터 접점에는 금을 얇게 입혀요. 금은 전도성이 좋으면서 녹슬지 않아 접촉 저항이 오래 유지 되거든요. 납떔이 잘 붙에 갛려고 주석을 입히기도 하고, 수도꼭지처럼 광택이 중요한 곳엔 니켈과 크롬을 겹으로 올리죠. :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.흰색 빛이 유리한 첫 번째 이유는 색 구분 능력이에요. 흰빛은 모든 색의 빛이 섞여 있어서 표지판, 차선, 보행자 옷 색이 원래 색 대로 보여요. 노란 빛 아래서는 세상이 전부 누렇게 물들어 물체와 배경의 색 차이가 줄어드는데, 흰 빛은 이 대비를 살려줘서 같은 밝기라도 사물이 또렷하게 구분되는 거예요.거리 인식도 관련이 있어요. 사람 눈은 대비가 선명할 수록 물체의 윤곽과 거리감을 정확히 잡아내거든요. 흰빛은 낮의 태양광과 색 구성이 비슷해서 눈이 평소 쓰던 방식 그대로 판단할 수 있고, 덕분에 야간에도 원근 감각의 왜곡이 적어요.그럼 노란빛은 왜 오래 쓰엿을까요. 파란빛일수록 공기중 안개나 물방울에 잘 산란돼 흩어지기 때문에, 산란이 덜한 노란빛이 악천후에 유리하다는 논리 였어요. 실제로 안개등은 지금도 노란계열을 쓰죠. 다만 일반 주행조건에서는 산란 손실보다 색 대비의 이득이 훨씬 크다는 게 연구로 확인 됐고, 백색 LED가 적은 전력으로 강한 빛을 내면서 흰색이 표준이 된 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.개념은 아는데 문제가 느린건 열역학에서 아주 흔해요. 원인은 대부분 문제를 풀 때 마다 매번 처음부터 다시 생각하기 때문인데, 열역학 문제는 사실 등압, 등적, 등온, 단열 네 가지 과정의 조합이라 유형이 정해져 있는데, 이걸 매번 새로 해석 하니 시간이 오래 걸리는 거죠.그래서 반복 횟수보다 정리 방식을 바꾸는 게 효과적이에요. 네 과정 각각에 대해 열, 내부에너지, 일 세가지가 어떻게 되느닞 표 하나로 만들어서 통째로 외우다 시피 해두세요. 예를 들어 등적 과정은 부피 변화가 없으니 일이 0 이고 받은 열이 전부 내부에너지로 간다, 이런식으로요. 문제를 보면 해석하는게 아니라 표에서 꺼내 쓰는 수준이 되어야 속도가 붙어요.그래프도 마찬가지에요. 압력부피 그래프에서 곡선 아래 넓이가 일이라는 것, 오른쪽으로 가면 기체가 일을 한다는 것처럼 그래프 읽는 규칙 자체를 몇 개 암기해 두면 매번 머리로 유도할 필요가 없어져요. 틀린 문제는 다시 풀기보다 어느 과정 조합이었는지 분류해 보는게 좋구요.제 경험상 열역학은 사고력 시험이 아니라 패턴 인식 시험에 가까웠어요. 유형 표를 손에 익히고 진행하면 4묹네 30분이 10분으로 줄어들 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.희토류의 희귀함은 양이 아니라 캐기 어려움에 있어요. 세륨 같은 원소는 지각에 구리보다 많을 정도로 흔하거든요. 문제는 금광처럼 한 곳에 뭉쳐 있지 않고, 흙 전체에 아주 옅게 흩뿌려져 있다는 거예요. 바닷물에 소금이 많아도 한 컵 떠서 소금 덩어리를 못 건지는 것과 같은 상황이죠. 경제성 있게 캘 만한 농축된 광산이 드물어서 희귀하다는 이름이 붙은 거예요.정제는 더 골치예요. 희토류 17개 원소는 화학적 성질이 서로 너무 비슷해서 분리하려면 산에 녹였다 걸렀다 하는 공정을 수백 번씩 반복해야 해요. 쌍둥이 17명을 얼굴만 보고 한 명씩 골라내는 작업인 셈이죠. 이 과정에서 강한 산성 폐수와 방사성 폐기물이 대량으로 나와서 환경 규제가 엄격한 나라들은 자국 생산을 꺼려요. 중국이 시장을 장악한 것도 매장량보다 이 지저분한 공정을 대규모로 감당해온 덕이 커요.다시 말해 희토류는 땅에 있는 양이 아니라 뽑아내는 비용과 환경 부담 때문에 희귀한 자원이랍니다 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.그 딱딱 거리는 소리는 배관이 온도 변화로 늘었다 줄었다 하면서 주변 구조물과 마찰할 때 나는 소리가 맞아요. 금속관은 뜨거운 물이 지나가면 늘어나고 식으면 줄어 드는데, 벽을 관통하는 지점이나 고정 철물에 걸려 있다가 순간적으로 미끄러지면서 딱 하고 튕기는 소리를 내는 거에요.그럼 왜 새벽이냐면, 사실 낮에도 나고 있는데, 생활 소음에 묻혀서 못 듣는 것 뿐이에요. 새벽은 온 집이 조용하니 작은 소리도 벽을 타고 또렷하게 들리죠. 여기에 온도 조건도 겹쳐서 저녁까지 온수와 난방수가 돌면서 데워졌던 배관 사용이 뚝 끊기는 새벽에 가장 크게 식거든요. 하루 중 수축이 제일 활발한 시간대가 하필 제일 조용한 시간대와 겹쳐서 그래요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.범인은 귓속에 있는 평형기관이에요. 귀안쪽에는 반고리관이라는 작은 관이 있고 그 속에 림프액이라는 액체가 차 있는데, 몸이 회전하면 이 액체가 함께 움직이면서 감각세포를 건드려 회전을 감지해요.문제는 멈춘 직후인데, 컵을 빙빙 돌리다 멈춰도 안에있는 물은 한동안 계속 도는 것처럼, 몸은 멈췄는데 림프액은 관성 때문에 계속 돌고 있거든요. 그래서 귀는 아직 돌고 잇다는 신호를 보내는데 눈은 멈춰 있다고 보고하니, 뇌가 두 정보 사이에서 혼란에 빠지는 거예요. 이 충돌이 어지럼증이고, 몸이 도는 줄 알고 반대로 자세를 잡으려다 휘청거리게 되는 거죠.피겨 선수들이 수십 바퀴를 돌고도 멀쩡한 건 시선을 한 점에 고정하는 훈련과 반복 적응으로 뇌가 이 신호 충돌에 익숙해졌기 때문이에요.