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쌍무지개는 어떤 원리로 생기는 건가요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.쌍무지개는 빗방울 안에서 빛이 두 번 굴절 ·반사되어 만들어지며, 흔하지는 않지만 종종 볼 수 있습니다. 두 번째 무지개는 색이 반대로 배열되어 있는 것이 특징입니다.한편 무지개는 공기 중의 물방울에 의해 태양광선이 반사·굴절되어 나타나는 원호입니다. 태양의 반대쪽에 비가 오면 나타납니다. 물방울의 크기 차이 등으로 제1차 무지개, 제2차 무지개, 과잉무지개, 반사무지개, 안개무지개, 수평무지개 등 여러 종류가 생깁니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.03
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빨래를 햇빛에 말리면 굳는 이유는?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.햇빛에 말린 수건이 빳빳해지는 까닭은 섬유 유연제를 넣지 않고 수건이나 속옷을 빨면 햇빛에 말린 후 옷감이 빳빳해진다. 과학자들이 분석해보니 그 원인은 물이었습니다. 건조 후에도 섬유 사이에 남은 물이 접착제처럼 실들을 달라붙게 해 수건이 딱딱해진다는 것입니다.
학문 / 화학
23.11.03
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턱을 맞으면 기절하는 이유가 무엇인가요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.턱은 일단 얼굴에서 튀어나와있기 때문에 생각보다 때릴 수 있는 범위가 넓습니다. 더군다나 사람의 머리는 목에 의해서 몸에 고정되어있는데 턱이 돌아가면 머리는 그 반대로 움직입니다(머리를 오른쪽으로 기울이면 턱은 왼쪽으로 올라옵니다. 반대도 마찬가지.). 즉 턱을 맞추면 머리 전체를 흔들 수 있고, 머릿속에는 뇌가 있습니다.뇌는 물(뇌척수액)에 떠있는 말랑말랑한 구조물이고, 순간적으로 머리가 흔들리면 관성의 법칙에 의해서 뇌는 가만히 있으려고 하는데 두개골이 물을 헤치고 다가와서 뇌를 찍어버립니다. 이게 바로 뇌좌상, 뇌진탕의 원리입니다. 또한 목에는 연수와 척수가 붙어있고, 이것들 역시 물에 떠있는 데다가 회전축에 위치해있어서 돌아가는 순간 토크가 충격력으로 전달됩니다.고로 제대로 턱을 맞으면 의식도 잃고 호흡도 멈출 수 있고 심장이 멎기도 하고 정말 예외적으로 의식은 멀쩡한데 운동기능만 마비되는 수도 있습니다. 대부분의 경우는 일시적이지만(신경 자체가 찢겨나가는 것보다는 둔탁한 충격에 의해서 신경세포가 일시적으로 기절한다.) 충격이 누적되거나 심할 경우는 돌이킬 수 없는 손상을 초래합니다.
학문 / 물리
23.11.03
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공기가 온도에 따라 무게 차이가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.찬공기가 무거워서 아래로 내려가는 것은 온도가 낮아지면 기체의 분자운동이 느려지고 부피가 감소하며 부피가 감소하면 밀도가 증가해서 무거워지고 아래로 내려가는 겁니다. 반대로 더운 공기는 온도가 올라가면 기체의 분자운동이 활발해지고 부피가 증가하고 밀도는 감소해서 가벼워 위로 올라가게 되는 겁니다.
학문 / 화학
23.11.03
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에어건의 작동 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.에어컨을 가동하면 실내에서 찬바람이 나오고, 실외기에서는 따뜻한 바람이 나옵니다.즉 에어컨은 실내의 더운 열을 모두 흡수하여 밖으로 배출하는 동작을 합니다.에어컨의 프레온 가스가 차가운 액체 상태에서 배관을 따라 실내기로 순환되면서 실내기 내부 냉각핀에 증발하여 기체로 될 때 열을 흡수하여 결국 주위를 차갑게 만듭니다.이와 같이 차가운 주위를 냉각핀 안쪽에서 송풍기 팬이 가동되면서 찬바람이 나옵니다.여름철 습도가 높고 폭염이 찌는 날씨에 찬바람이 약하고 실내 온도가 내려가지 않을 경우 실외기 주변 뜨거운 열기가 잘 배출될 수 있도록 창문을 열어주거나 시원하게 환기시켜 주시면 냉방 성능이 정상적으로 복원됩니다.
학문 / 물리
23.11.03
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열화상 카메라는 어떻게 열을 감지하고 화면으로 나타내나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.열화상 카메라는 적외선 에너지(열)를 감지하여, 이를 실화상으로 변환해 주는 비접촉식 측정 기기입니다. 열화상 카메라에 대해 가장 먼저 알아야 할 것은 바로, 일반 카메라와는 작동법이 완전히 다르다는 점입니다. 일반 실화상 카메라는 사람의 눈과 마찬가지로 어떤 사물에 부딪혀 반사된 빛을 디텍터로 수신하여, 이를 이미지로 바꾸어 주는 방식으로 사물을 인식합니다.이와 반대로, 열화상 카메라는 가시광선이 아닌, 열을 이용해 이미지를 만들어 냅니다. 열(적외선 또는 열 에너지)과 빛은 모두 전자기 스펙트럼의 범주에 속한 에너지 형태입니다. 하지만, 가시 광선을 감지할 수 있는 카메라는 열 에너지를 감지할 수 있는 능력이 없고 반대로 열 에너지를 감지하는 카메라는 가시 광선을 감지하지 못합니다. 열화상 카메라는 적외선 에너지를 받아들이고 적외선 에너지의 데이터를 사용하여 디지털 또는 아날로그 영상 출력 기능을 통해 이미지를 만들어 냅니다.열화상 카메라는 일반적으로 렌즈, 열 센서, 전자 처리 장치, 기계 하우징으로 구성되어 있습니다. 우선, 렌즈는 적외선 에너지를 센서에 집중시키는 역할을 합니다. 센서의 경우, 80×60에서 1280×1024 픽셀 이상까지 다양한 픽셀 구성을 선택할 수 있습니다. 이는 열화상 카메라의 해상도와 같습니다열화상 카메라의 해상도가 실화상 카메라에 비해 낮은 이유는 열 디텍터의 특성 때문입니다. 열 디텍터는 가시광선보다 파장이 훨씬 큰 에너지를 감지해야 하기 때문에 각 센서 요소가 더욱 커야만 합니다. 결과적으로 열화상 카메라는 일반적으로 동일한 크기의 실화상 센서보다 해상도가 훨씬 낮을 수 밖에 없습니다(픽셀 수가 적음).
학문 / 전기·전자
23.11.03
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전기뱀장어는 어떻게 전기를 생성하나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전기뱀장어가 몸 안에서 전기를 만들어내는 기관은 ‘ 가로무늬근’이라는 근육이 변화한 것으로, ‘전기판’과 비슷하게 세포가 겹겹이 쌓인 형태로 되어 있습니다. 이러한 전기판 근육은 마치 수많은 전기 회로가 직렬로 연결된 것처럼 매우 높은 전위차를 만들 수 있습니다. 실제로 남아메리카의 밀림 아마존에 있는 전기뱀장어의 경우에는 약 850V(볼트) 정도의 전위차를 발생시킬 수 있다고 합니다. 전기뱀장어는 몸 전체의 85%가 전기판 근육 세포로 되어 있고, 머리 쪽은 (+)극, 꼬리 쪽은 (-)극 역할을 합니다. 건전지가 직렬로 많이 연결되어 있으면 전압이 높듯이 몸집이 길고 큰 전기뱀장어가 세포의 수가 많아서 전압이 높습니다.전기뱀장어는 두꺼운 피하 지방층이 전기세포를 감싸는 절연체의 역할을 함으로써 스스로 감전되는 것은 방지합니다. 전기뱀장어가 무한한 전기를 계속 생산할 수 있는 것은 아닙니다. 한 번 고압의 전기를 뿜어내려면 엄청난 체력이 소진되고 자주 쓸수록 전압은 크게 낮아지기 때문에 전기뱀장어는 자신이 크게 위협을 받을 때만 큰 전력의 전기를 발산합니다.
학문 / 전기·전자
23.11.03
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하늘의 구름의 색깔은 왜 흰색인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.구름이 하얀 이유는 작은 입자를 많이 가지고 있는 하늘과 달리 구름은 다양한 크기의 입자들을 가지고 있습니다. 가시광선 빨주노초파남보의 빛이 모두 합쳐지면 흰색이 됩니다. 구름 속의 크고 작은 입자들이 다양한 색으로 산란되면 특정 색이 도드라져 보이지 않고 흰색을 띠게 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.03
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높은 곳에 올라가면 귀가 멍해지는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.고막 안쪽 중이는 공기가 통하지 않고 막혀있는 것처럼 보이지만, 사실은 그렇지 않아요. 중이는 공기로 가득 차 있거든요. 중이 안에는 목구멍과 연결된 유스타키오관이라는 것이 있는데, 이 기관이 공기를 적당히 넣었다 뺐다 하면서 압력을 조절해 줍니다.높은 곳은 지표면보다 공기의 양이 부족합니다. 공기가 적어지면 그만큼 공기의 무게가 누르는 힘인 ‘기압’도 감소해요. 따라서 외이도(바깥귀길)로 들어오는 기압도 줄어듭니다. 그런데 이렇게 되면 상대적으로 중이 안 기압이 바깥보다 세지겠죠.이에 따라 기압이 강한 중이 쪽에서 약한 외이 쪽으로 고막이 밀려나게 됩니다. 얇고 투명하게 생긴 고막은 전달된 소리를 진동시켜 귀 안쪽으로 보내는 역할을 해요. 그러나 밀려난 고막은 소리를 제대로 진동시키지 못해요. 이 때문에 귀가 멍해지고 심하면 찢어질 듯이 아픈 통증이 생기는 거예요.그런데 침을 삼키거나 하품을 하면 잠시나마 증상이 사라지죠? 그 이유는 공기를 넣었다 뺐다 하는 유스타키오관이 열려 일시적으로 바깥쪽과 안쪽의 기압이 맞춰지기 때문이랍니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.03
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수산화나트륨이 물이랑 만나면 열이 나는 이유?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수산화나트륨을 물에 용해 시키면 결합 에너지가 열에너지 형태로 방출되어 매우 뜨거워집니다. 수산화 나트륨을 물에 녹여 수용액으로 만들어 본 사람은 손난로로 쓸 수 있을 정도의 뜨끈뜨끈함을 느껴보았을 것입니다.또한, 수산화나트륨은 조해성이 있어 공기 중에 방치하면 공기 중의 수분을 흡수하여 녹아버리기 때문에 외부에 노출시켜 보관해서는 안 됩니다.
학문 / 화학
23.11.03
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