안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
전기·전자
Q. 적외선의 과학적인 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.적외선은 가시광선보다 파장이 길고, 마이크로웨이브보다 파장이 짧은 전자기파의 일종입니다. 전자기파는 전하의 진동에 의해 발생하는 파동으로, 진동수에 따라 파장이 달라집니다. 적외선의 파장은 약 780nm에서 1mm까지로, 진동수는 약 300THz에서 300GHz까지입니다.적외선은 모든 물체에서 방출됩니다. 온도가 0K(-273.15℃)보다 높은 모든 물체는 적외선을 방출하는데, 온도가 높을수록 방출하는 적외선의 파장이 짧아집니다. 따라서 태양은 우리에게 가시광선과 적외선을 모두 방출하며, 그 중 적외선은 우리 몸의 열을 느끼게 해주는 역할을 합니다.적외선은 사람을 치료하는 데에도 사용됩니다. 적외선은 열을 전달하는 특성이 있어, 피부를 통한 열전달을 통해 통증 완화, 혈액 순환 개선, 근육 이완 등의 효과를 나타냅니다. 또한, 적외선은 세균과 바이러스를 죽이는 살균 효과도 있습니다.적외선을 치료 목적으로 사용하는 대표적인 장비로는 적외선 치료기, 적외선 온열기 등이 있습니다. 적외선 치료기는 적외선을 직접 피부에 조사하여 치료하는 장비이며, 적외선 온열기는 적외선을 방출하여 실내를 따뜻하게 하여 치료하는 장비입니다.
전기·전자
Q. 컴퓨터의 작동원리가 어떻게 되는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있습니다. 하드웨어는 컴퓨터의 물리적인 부품을 의미하며, 소프트웨어는 컴퓨터의 작동을 담당하는 프로그램입니다.하드웨어의 구성 요소 중 가장 중요한 것은 CPU(중앙 처리 장치)입니다. CPU는 컴퓨터의 모든 연산을 담당하는 장치로, 컴퓨터의 성능을 결정짓는 요소 중 하나입니다.CPU는 메모리(RAM)에서 데이터를 읽고 처리한 후, 다시 메모리에 저장하거나 출력 장치로 전송합니다. 메모리는 CPU가 처리할 데이터를 임시로 저장하는 장치로, 컴퓨터의 작업 속도에 영향을 미칩니다.출력 장치는 컴퓨터가 처리한 결과를 외부로 출력하는 장치로, 모니터, 프린터, 스피커 등이 있습니다.소프트웨어는 컴퓨터의 작동을 제어하고 사용자의 요청을 처리하는 프로그램입니다. 소프트웨어는 크게 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나눌 수 있습니다.시스템 소프트웨어는 컴퓨터의 기본적인 기능을 제공하는 프로그램으로, 운영 체제(OS)가 대표적입니다. 운영 체제는 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 관리하고, 사용자와 컴퓨터의 상호 작용을 중개하는 역할을 합니다.응용 소프트웨어는 사용자의 특정 목적을 위해 개발된 프로그램으로, 워드 프로세서, 스프레드시트, 게임 등이 있습니다.인터넷은 컴퓨터들을 서로 연결하여 정보를 주고받을 수 있도록 하는 전 세계적인 통신망입니다. 인터넷은 크게 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)라는 통신 프로토콜을 기반으로 합니다.TCP/IP는 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하고, 수신 측에서 패킷을 재조립하여 원본 데이터를 복원하는 방식을 사용합니다. 이 방식을 통해 인터넷을 통해 다양한 종류의 데이터를 전송할 수 있습니다.인터넷을 통해 여러 사람이 소통할 수 있는 것은 바로 이 TCP/IP 프로토콜 덕분입니다. TCP/IP 프로토콜은 컴퓨터들이 서로 다른 환경에서도 정보를 주고받을 수 있도록 하며, 이를 통해 이메일, 채팅, VoIP, 웹 등 다양한 통신 서비스가 가능해졌습니다.단지 전자의 신호만으로도 이런 일들이 가능한 이유는 바로 디지털 기술의 발전 때문입니다. 디지털 기술은 정보를 이진수로 표현하여 처리하는 기술로, 컴퓨터가 정보를 처리하고 전송하는 데 있어 매우 효율적입니다.컴퓨터와 인터넷은 오늘날 우리 생활에서 없어서는 안 될 필수적인 기술입니다. 컴퓨터와 인터넷의 발전으로 우리는 언제 어디서나 정보를 접하고 소통할 수 있게 되었습니다.
생물·생명
Q. 바이오플라스틱은 크게 어떤종류가 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.바이오플라스틱은 크게 생분해성 바이오플라스틱과 비생분해성 바이오플라스틱으로 나눌 수 있습니다.생분해성 바이오플라스틱은 미생물의 작용에 의해 자연적으로 분해되는 플라스틱입니다. 대표적인 생분해성 바이오플라스틱으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.폴리락티드(PLA) : 옥수수 전분이나 사탕수수에서 추출한 탄수화물을 원료로 하는 플라스틱입니다. 투명하고 강도가 높으며, 식품 포장재나 일회용품 등에 많이 사용됩니다.폴리히드록시알카노에이트(PHA) : 미생물이 생성하는 고분자입니다. 다양한 형태로 가공할 수 있으며, 생분해성 필름이나 생분해성 의료용품 등에 많이 사용됩니다.
전기·전자
Q. 전자렌지수분이 없을때작동유무가 궁금합니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.얼음이나 수분이 없는 것은 전자레인지에서 작동이 되지 않습니다. 전자레인지는 물분자의 회전 운동을 통해 열을 발생시키는 원리입니다. 물분자는 극성을 가지고 있기 때문에, 전자기파의 전기장에 의해 회전 운동을 하게 됩니다. 이때 물분자가 서로 충돌하면서 열이 발생하게 됩니다.얼음은 물의 고체 상태이기 때문에, 물분자가 자유롭게 움직일 수 없습니다. 따라서 전자레인지의 전자기파에 의해 회전 운동을 하게 되더라도, 열이 발생하지 않습니다.수분이 없는 음식물 역시 전자레인지에서 작동이 되지 않습니다. 수분이 없는 음식물은 물분자가 없기 때문에, 전자레인지의 전자기파에 의해 회전 운동을 할 수 없습니다. 따라서 열이 발생하지 않고, 음식물을 데우거나 익힐 수 없습니다.다만, 전자레인지에는 그릴 기능이 있는 경우가 많습니다. 그릴 기능은 음식물을 겉은 바삭하게, 속은 촉촉하게 데우거나 익히는 기능입니다. 그릴 기능은 전자기파가 아닌, 열선을 사용하여 음식물을 데우거나 익히기 때문에, 얼음이나 수분이 없는 음식물도 데우거나 익힐 수 있습니다.따라서 전자레인지를 사용할 때는 음식물에 수분이 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 수분이 없는 음식물을 전자레인지에 넣으면, 음식물이 데워지거나 익지 않을 수 있습니다.
화학
Q. 식물이 광합성을 하면 어떤 변화가 생기는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.광합성은 빛 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물을 포도당과 산소로 변환하는 생화학적 과정입니다. 광합성은 식물, 조류, 박테리아 등 광합성 생물에 의해 수행됩니다. 광합성은 지구 생태계의 필수적인 부분으로, 지구의 산소 공급과 기후 조절에 중요한 역할을 합니다.식물의 광합성은 다음과 같은 단계로 이루어집니다.빛 반응 : 빛 에너지가 광합성 색소에 의해 흡수되고, 물 분자가 분해되어 산소와 수소로 변합니다. 이때 생성된 전자는 전자 전달계에서 에너지를 전달하고, 이 에너지는 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.암 반응 : 빛 반응에서 생성된 ATP와 NADPH는 이산화탄소와 결합하여 포도당을 생성합니다. 이 반응은 빛 없이도 일어날 수 있기 때문에 암 반응이라고 합니다.광합성은 식물에게 다음과 같은 변화를 가져옵니다.식물은 자신의 양분을 스스로 생산할 수 있습니다. 광합성을 통해 식물은 이산화탄소와 물을 사용하여 포도당을 생성합니다. 포도당은 식물의 성장과 발달에 필요한 에너지와 탄소원입니다.식물은 산소를 방출합니다. 광합성의 부산물로 산소가 생성됩니다. 산소는 지구의 대기 중 산소의 주요 공급원입니다.식물은 기후를 조절하는 데 도움이 됩니다. 식물은 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소를 흡수합니다. 이는 지구 온난화를 완화하는 데 도움이 됩니다.광합성은 식물과 지구 생태계 모두에 중요한 역할을 하는 복잡한 과정입니다.
화학
Q. 최근의 심해바다가 어느정도로 온도가 상승중이며 이로 인한 생태계의 변화는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.심해바다 온도 상승은 기후 변화의 심각한 문제 중 하나입니다. 심해바다의 온도는 표면보다 상대적으로 낮지만, 최근 몇 년 동안 급격히 상승하고 있습니다.미국 국립해양대기청(NOAA)에 따르면, 2022년 심해바다의 평균 수온은 0.03도 상승했습니다. 이는 1969년부터 2022년까지의 평균 상승률인 0.015도보다 두 배 이상 빠른 속도입니다.심해바다 온도 상승은 다음과 같은 이유로 발생하고 있습니다.대기 중 이산화탄소 증가 : 대기 중 이산화탄소는 지구 온난화의 주범으로 알려져 있습니다. 이산화탄소가 증가하면 해수면 온도뿐만 아니라 심해바다 온도도 상승하게 됩니다.해양 순환 변화 : 지구 온난화로 인해 해양 순환이 변화하면서, 심해에서 표면으로 이동하는 열의 양이 증가하고 있습니다.심해바다 온도 상승은 다음과 같은 생태계 변화를 유발할 것으로 예상됩니다.생물다양성 감소 : 심해에는 다양한 생물이 서식하고 있지만, 온도 상승으로 인해 생태계가 변화하고, 생물종의 다양성이 감소할 것으로 예상됩니다.해양 생물의 이동 : 온도 상승으로 인해 해양 생물이 서식하기 적합한 환경을 찾아 이동할 것으로 예상됩니다.해양 생물의 생리 변화 : 온도 상승으로 인해 해양 생물의 생리적 기능이 변화할 것으로 예상됩니다.심해바다 온도 상승은 지구 생태계의 큰 위협이 되고 있습니다. 기후 변화를 완화하기 위해서는 온실가스 배출을 줄이는 노력이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 11월과 12월의 동아시아의 온도는 과거 평년과 비교시 어느정도로 높은건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.기상청에 따르면 2023년 11월과 12월의 동아시아 평균 기온은 각각 10.7도와 9.9도로, 평년(1991~2020년)보다 각각 1.9도와 1.7도 높았습니다. 이는 기상 관측 이래 사상 최고 기록입니다.동아시아의 평균 기온이 이렇게 높은 이유는 다음과 같은 요인들이 작용했을 것으로 추측됩니다.엘니뇨 : 엘니뇨는 태평양 적도 부근의 해수면 온도가 평년보다 높아지는 현상으로, 전 세계적으로 기온 상승을 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 2023년은 엘니뇨가 발생한 해로, 동아시아에도 영향을 미쳐 평균 기온 상승에 기여한 것으로 보입니다.북극 온난화 : 북극 온난화는 북극 지역의 기온이 상승하는 현상으로, 전 세계적으로 기온 상승을 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 북극 온난화로 인해 북극의 기압 배치가 변화하면서, 동아시아로 따뜻한 공기가 유입된 것으로 보입니다.기후 변화 : 기후 변화는 지구 온난화의 결과로, 전 세계적으로 기온 상승을 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 동아시아의 평균 기온 상승 역시 기후 변화의 영향으로 볼 수 있습니다.동아시아의 평균 기온이 이렇게 높아지면 다음과 같은 영향을 미칠 수 있습니다.농작물 피해 : 기온 상승으로 인해 농작물의 생육에 문제가 발생할 수 있습니다. 특히, 쌀과 보리 등 겨울철에 수확하는 작물에 피해가 예상됩니다.자연재해 발생 증가 : 기온 상승으로 인해 강수량이 증가하고, 태풍과 같은 자연재해가 발생할 가능성이 높아집니다.생태계 변화 : 기온 상승으로 인해 생태계가 변화할 수 있습니다. 특히, 북극 지역의 생태계가 큰 영향을 받을 것으로 예상됩니다.동아시아의 평균 기온 상승은 전 세계적인 기후 변화의 한 현상으로 볼 수 있습니다. 기후 변화를 완화하기 위해서는 온실가스 배출을 줄이는 노력이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 행성들은 동그란 구의 형태를 가지고 있는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.행성들이 동그란 구의 형태를 가지고 있는 이유는 중력 때문입니다. 중력은 모든 물체를 서로 끌어당기는 힘입니다. 행성은 중력에 의해 서로 끌어당기면서, 점점 더 밀집된 형태로 변하게 됩니다. 이때, 가장 안정적인 형태는 구형이기 때문에, 행성들은 구형으로 변하게 됩니다.행성의 크기가 작을수록, 중력의 영향이 작기 때문에, 구형에 가까운 모양을 띠게 됩니다. 반면, 행성의 크기가 클수록, 중력의 영향이 커지기 때문에, 더 완벽한 구형에 가까운 모양을 띠게 됩니다.예를 들어, 지구는 태양계에서 가장 작은 행성 중 하나이기 때문에, 구형에 가까운 모양을 띠고 있습니다. 반면, 목성은 태양계에서 가장 큰 행성이기 때문에, 완벽한 구형에 가까운 모양을 띠고 있습니다.물론, 행성의 크기와 상관없이, 행성의 표면에 큰 산이나 계곡이 있는 경우, 구형에서 약간의 왜곡이 발생할 수 있습니다. 그러나, 이러한 왜곡은 매우 작기 때문에, 일반적으로 행성은 구형으로 간주됩니다.따라서, 우리가 알고 있는 행성들이 대부분 동그란 구의 형태를 가지고 있는 것은 중력의 영향 때문이라고 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 날계란을 먹으면 노래부르는데 도움되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.날계란을 먹고 노래를 부르면 노래를 잘 부른다는 말은 속담이 아니라 미신이라고 할 수 있습니다. 날계란에 노래를 잘 부르는 능력을 부여하는 성분이 들어있다는 과학적인 근거는 없습니다.날계란을 먹으면 목소리가 좋아지는 효과가 있을 수도 있습니다. 날계란은 단백질과 지방이 풍부한 식품으로, 목소리를 내는 데 필요한 근육과 점막을 강화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 날계란에 함유된 레시틴은 콜레스테롤을 낮추고 혈액 순환을 개선하는 데 도움이 되는데, 이는 목소리를 내는 데 필요한 산소 공급을 원활하게 하는 데 도움이 될 수 있습니다.그러나, 날계란을 먹고 노래를 부르면 노래를 잘 부른다는 말은 미신이라는 점을 기억해야 합니다. 날계란을 먹고 노래를 부르는 것만으로는 노래 실력을 향상시키는 데 큰 도움이 되지 않습니다. 노래 실력을 향상시키기 위해서는 꾸준한 연습과 노력이 필요합니다.날계란을 먹고 노래를 부르는 것은 미신이지만, 날계란 자체가 목소리를 좋게 하는 데 도움이 될 수 있다는 점은 염두에 두는 것이 좋습니다. 날계란을 먹으면 목소리가 좋아지는 것을 느낀다면, 꾸준히 날계란을 섭취하는 것도 좋은 방법이 될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 자전 주기는 점점 짧아지고 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지구의 자전 주기는 점점 짧아지고 있습니다. 지구의 자전 주기는 달의 인력에 의해 영향을 받고 있습니다. 달의 인력은 지구의 자전축을 약간 기울어지게 만들고, 이로 인해 지구의 자전 속도는 점점 느려지고 있습니다.현재 지구의 자전 주기는 약 0.0026초씩 짧아지고 있습니다. 이 속도로 계산하면, 약 5억 년 후에는 지구의 자전 주기가 23시간 56분 24초가 될 것으로 예상됩니다.지구의 자전 주기가 짧아지면, 하루의 길이가 짧아지게 됩니다. 이는 달의 인력에 의해 지구의 자전축이 기울어지는 정도가 점점 커지기 때문입니다.지구의 자전 주기가 짧아지면, 다음과 같은 변화가 예상됩니다.하루의 길이가 짧아지게 됩니다.계절의 변화가 더 뚜렷해집니다.태양의 움직임이 더 느려집니다.그러나, 지구의 자전 주기가 짧아지는 속도는 매우 느리기 때문에, 우리가 살아있는 동안에는 큰 변화를 느낄 수 없을 것입니다.