우박이 생기는 원리랑 이유??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우박이 만들어지는 원리는 날씨가 더워지면 지표면 온도가 높아집니다. 지표면에서 달궈진 뜨거운 공기는 가볍기 때문에 위로 올라가게 되고, 대기 중에 있던 찬공기와 뒤섞이면서 대기가 요동치게 됩니다. 이때 길쭉한 소나기 구름이 만들어지는데요. 소나기 구름 윗부분은 기온이 영하권이라 얼음 알갱이를 안고 있습니다.이 얼음 알갱이가 떨어지다 상승 기류를 만나 다시 떠오르고, 떨어졌다 올랐다를 반복하게 됩니다. 이 과정에서 다른 물방울이나 얼음 알갱이들이 계속 뒤엉켜 크기가 커지는데요. 크기를 키운 얼음알갱이는 무거워져 땅으로 떨어지게 되는데 이게 바로 우박이 되는 겁니다.여기에 지형도 우박을 만드는데 역할을 하는데요. 땅에 떨어지는 거리가 길면 중간중간에 따뜻한 공기를 만나 녹아서 비가 되지만, 강원 산지같이 지대가 높은 경우에는 떨어지는 시간이 상대적으로 짧아서 얼음알갱이가 녹지 않고 우박으로 쏟아지게 됩니다.
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딥러닝과 기계학습의 주된 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.딥 러닝은 알고리즘을 계층으로 구성하여 자체적으로 배우고 똑똑한 결정을 내릴 수 있는 '인공 신경망'을 만드는 딥 러닝의 하위 분야입니다. 딥 러닝 모델은 인간이 결론을 내리는 방식과 유사한 논리 구조를 사용하여 데이터를 지속적으로 분석하도록 설계되었습니다. 이를 달성하기 위해 딥 러닝 애플리케이션은 인공 신경망이라는 계층화된 알고리즘 구조를 사용합니다. 인공 신경망의 설계는 인간 두뇌의 생물학적 신경망에서 영감을 얻어, 표준 머신 러닝 모델보다 훨씬 더 뛰어난 학습 시스템을 제공합니다.딥 러닝 모델이 잘못된 결론을 도출하지 않도록 보장하는 것은 까다롭습니다. AI의 다른 예시처럼, 학습 프로세스를 정확하게 만들려면 많은 교육이 필요합니다. 하지만 의도대로 작동한다면, 기능적인 딥 러닝은 많은 사람들이 진정한 인공 지능의 중추라고 생각하는 것이자 과학의 경이로움으로 여겨집니다.머신 러닝은 데이터를 분석하고, 데이터로부터 학습한 다음, 학습한 것을 적용해 정보에 입각한 결정을 내리는 알고리즘을 포함하는 인공 지능의 애플리케이션입니다. 머신 러닝은 수많은 복잡한 수학/코딩으로, 결국 손전등, 자동차 또는 컴퓨터 화면이 작동하는 것과 같은 방식으로 기계적 기능을 수행합니다. '머신 러닝'이 가능하다는 것은 주어진 데이터를 사용하여 기능을 수행하고, 그리고 시간이 지남에 따라 그 기능이 점차적으로 향상되는 것을 의미합니다. 예를 들어 '어두워'라고 말할 때마다 불이 켜지는 손전등이 '어둠'이라는 단어가 포함된 다른 구절을 인식하는 것입니다.
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대한민국에서 다이아몬드 광산을 개발한 사례가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.천연 다이아몬드는 지각이 서로 충돌하는 엄청난 압력과 열에 의해서 지하 깊은 곳에서 생성된 것인데, 그 후 장구한 세월 동안 지각 변동에 의해서 어쩌다가 희귀하게 지표 가까이에 노출되어 인간에게 발견되는 곳이 남아공이나 러시아 같은 곳에서 산출되는 것입니다.그런데 지질학자들이 연구한 바에 의하면 우리 한반도는 본래 지금의 휴전선 부근으로 하여 이북은 아시아 대륙에 붙어 있었고, 휴전선 이남은 훨씬 남쪽에 있던 지각이 북으로 이동을 하여 휴전선 부근에서 서로 부딪혀 한반도가 형성된 것이라 합니다. 이때 서로 부딪히는 엄청난 압력과 열에 의하여 부딛힌 지대인 휴전선 일대에 금강석이 생성되어야 한다고 믿고 있었는데 그동안 발견이 되지 않고 있다가, 이번에 그 마주 부딪힌 지역 중 하나인 영종도에서 다이아몬드를 발견한 것입니다. 그러니 영종도뿐만 아니라 휴전선 일대 전 지역이 해당된다고 합니다.
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수소버스는 어떤 원리로 가는 버스인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수소버스는 엄밀히 따져 전기버스의 한 종류이며, 충전식 전기배터리를 동력으로 삼는 전기버스와 달리 운행 중에도 연료전지를 작동시켜 전기를 생산합니다. 이러한 특성으로 인해 가벼운 배터리를 사용하고, 연료 충전시간이 거의 들지 않는다는 장점을 가져 효율성이 높고 친환경적인 미래 대중교통수단으로 각광받고 있습니다.초기에는 배터리 전기자동차와 비교하여 전기자동차에 대한 악평을 쏟아 내었는데, 이는 가격적인 측면과 수소를 생산하는 과정에서 드는 비용, 오염이 발생하기에 배터리 전기자동차와 비교하여 수소전기차가 가지는 메리트를 느끼지 못하였기 때문입니다. 2021년 기준으로 수소자동차가 상용화 됨에 따라 회의적인 의견이 많이 줄어들었습니다. 수소버스는 2000년대 초부터 등장하여 유럽, 중국, 일본에서 운행되고 있으나 도시형 단거리 노선에 제한적으로 운행되고 있는 상황이며 아직 초기 시장 형성 단계입니다.
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공룡 중에 벨로키랍토르는 깃털이 있었나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.2007년 벨로키랍토르 앞다리뼈에서 깃털 부착점으로 추정되는 흔적이 발견되면서 이제는 벨로키랍토르가 잘 발달된 날개를 가졌을 거라는 견해가 학계에서 지배적입니다. 육상에서 날개가 무슨 필요가 있겠냐고 할 수 있겠다만 오늘날 타조는 큰 날개를 이용해 빨리 달릴 때에도 꽤나 민첩한 회전을 하고, 둥지를 품을 때 알을 직사광선으로부터 보호하는 것처럼 벨로키랍토르도 사냥 시 방향 전환을 하고, 포란에도 활용하는 등 그 날개를 잘 활용했을 방법은 많은 셈이지요.
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달의 표면에서 발견된 주요 지질적 현상들을 알고 싶어요~
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.달의 지형은 바다와 고지로 나뉩니다.바다는 현무암과 용암대지이기 때문에 상대적으로 검은색과 회색을 띕니다. 이 바다는 달의 앞면에서는 31.2%의 면적을 차지하고 있지만 뒷면은 겨우 2.6%를 차지합니다. 이 지역은 35억 년전쯤에 생성된 것으로 추정하고 있습니다.고지는 표면에서 바다를 제외한 밝은 색조를 띠는 곳을 고지라고 부릅니다. 대륙에는 분화구들이 빽빽하게 모여 있습니다. 대륙을 이루는 광물은 주로 칼슘과 알루미늄이 많이 함유된 사장석과 비슷하기 때문에 상대적으로 밝게 보인다. 약 45억 년 전쯤에 생성된 것으로 추정하고 있습니다.크레이터는 달에서 흔한 지형입니다. 대부분의 크레이터들은 충돌로 생겨났으며, 지름 1 km 정도의 작은 분화구는 화산폭발로 생성되었을 가능성이 있습니다고 추측된다. 상대적으로 달의 앞면(지구에서 보이는 달의 면)보다 뒷면에 더 많습니다. 크레이터들 중에서는 광조가 나타나는 것이 있는데, 그중 대표적인 광조가 있는 크레이터는 티코, 케플러, 코페르니쿠스입니다.지구의 산처럼 달의 표면이 솟아오른 것을 산이라고 하고, 그 산들이 모여있는 것이 산맥입니다.달의 표면이 움푹 파인 곳을 계곡이라고 합니다. 대표적인 계곡으로 슈뢰터 계곡이 있습니다.
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화성의 노을은 푸른색이라고 하던데 그이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화성의 일몰을 맞이한 지점에서는 태양의 빛은 위로부터가 아니라 옆으로부터 비쳐지기 때문에 주간보다 길게 화성의 대기(먼지) 속을 진행하게 됩니다. 그러면 붉은 빛은 먼지에 부딪혀 초기 단계에서 산란해 버리는 한편, 먼지에 영향을 받기 어려운 청색 빛은 직진해 눈에 들어오게 되어 푸르게 보입니다.
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사람은 눈을 통해 어떻게 색을 인지할 수 있을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리가 사물에서 보는 색은 정확히 말하자면 사물의 색이 아니다. 사물이 반사하는 스펙트럼의 영역입니다.빛이 눈으로 들어오면 수정체를 거쳐 망막을 자극하고, 망막과 수정체는 안구의 뒷면에 있으며 추상체와 간상체라고 일컫는 감광세포로 들어차 있습니다. 그중에서 추상체가 시각의 큰일을 도맡습니다. 각 안구에 12억 개의 추상체가 존재하는데, 엄청나게 민감할 뿐더러 빛과 어둠의 구분도 담당합니다. 하지만 색깔의 구분은 주로 간상체가 합니다. 간상체는 추상체만큼 많지는 않아서 각 수정체마다 600만 개 가량이 있는데, 대부분은 황반이라 일컫는 작은 중심점에 모여 있습니다. 대부분의 사람은 세 가지 다른 간상체를 지니는데, 각각 440, 530, 560나노미터로 다른 파장의 빛에 맞춰져 있습니다. 추상체의 3분의 2가량이 긴 파장에 맞춰져 있으므로 인간은 스펙트럼에서 차가운 색보다 따뜻한 색―노란색, 빨간색, 오렌지색―을 더 잘 볼 수 있습니다. 세계 인구의 약4 .5퍼센트가 간상체의 결함 탓에 색맹이거나 색약입니다. 완전히 파악되지 않았지만 색맹이나 색약은 대체로 유전이며 남성에게 더 많아 12명에 1명꼴입니다. 한편 여성은 200명에 1명이 색맹이나 색약입니다. ‘정상’적인 색각을 지닌 사람이라면 빛으로 간상체가 활성화되었을 때 신경계를 거쳐 뇌로 정보를 전달하고, 이를 색으로 해석합니다.
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얼음을 넣고 탄산음료를 따르면 거품이 나는 과학적 원리가 궁금해요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.탄산음료에는 이산화탄소 가스가 녹아져 있습니다. 컵에 음료수를 따르면 이산화탄소 가스가 빠져 나와 거품을 만들어냅니다. 이때 이산화탄소 가스는 거친 표면에 더 많이 달라붙게 됩니다. 즉 표면이 거친 얼음에서 더 많은 거품이 생기게 되는 원인입니다.
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마약이라고 부르는 약의 성분은 어떻게 중독을 일으키나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.마약은 일반적으로 헤로인·코데인·메타돈·펜타닐 등의 아편류 약물과 흥분제인 코카인, 필로폰 등 각성제 계통의 암페타민류, LSD·PCP 등의 환각제로 나뉩니다. 아편류 약물은 금단증상이 비교적 뚜렷하며 약물 투여 후 6~12시간이면 불안, 불면, 한기, 각종 통증에 시달리게 됩니다. 약물을 더 많이 쓸수록 내성이 생겨 쾌감은 줄고 약물 사용량은 점차 늘려야 하기 때문에 결국 쇼크, 호흡정지 등으로 사망합니다.약물을 한 번이라도 사용하게 되면 배설과 같은 수준의 참을 수 없는 유혹에 시달리기 때문에 스스로의 힘으로는 절대로 빠져나올 수 없습니다. 필로폰도 사용한 뒤 2~4일이 지나면 불안감과 악몽, 무력감에 시달리고 12~18시간을 계속 자는 등 부작용이 심각하다고 합니다.마약은 때때로 심근경색과 뇌졸중을 유발하기도 합니다. 아편류 마약과 필로폰, 코카인 등이 대표적입니다. 또 신장 기능을 망가뜨려 돌이킬 수 없는 고통을 줍니다. 여성 중에는 체중 감소 효과를 믿고 사용했다가 후회하는 경우가 적지 않습니다. 안면 근육 위축으로 ‘이갈이’가 심해져 치아가 부서져 내리기도 합니다.
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