안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
Q. 평소궁금했던건데 인공위성이 지구주위를도는데 그높이는 얼마나될까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.인공위성의 궤도 고도는 그 용도에 따라 크게 다음과 같이 세 가지로 분류할 수 있습니다.저궤도(Low Earth Orbit, LEO): 지구 표면으로부터 약 200~2,000km의 고도에서 도는 궤도입니다. 저궤도는 위성이 지구의 중력에 의해 쉽게 영향을 받기 때문에, 정지 궤도나 중궤도에 비해 궤도 유지를 위한 연료 소모가 많습니다. 그러나 지구와의 거리가 가까워, 지상에서 위성을 관측하기 쉽고, 통신, 관측, 과학 연구 등 다양한 목적으로 사용됩니다.중궤도(Medium Earth Orbit, MEO): 지구 표면으로부터 약 2,000~35,786km의 고도에서 도는 궤도입니다. 중궤도는 저궤도에 비해 궤도 유지가 용이하고, 지구 표면의 넓은 범위를 커버할 수 있습니다. 따라서 항법, 통신, 과학 연구 등에 사용됩니다.정지 궤도(Geostationary Orbit, GEO): 지구 자전주기와 동일한 주기로 지구 주위를 도는 궤도입니다. 정지 궤도는 지구 표면으로부터 약 35,786km의 고도에서 돕니다. 정지 궤도는 위성이 지구와 같은 속도로 움직이기 때문에, 지상에서 보면 항상 고정된 위치에 있는 것처럼 보입니다. 따라서 통신, 방송, 기상 관측 등에 사용됩니다.이외에도, 지구 표면으로부터 약 35,786km 이상의 고도에서 도는 궤도를 고궤도(High Earth Orbit, HEO)라고 합니다. 고궤도는 정지 궤도보다 더 멀리 떨어져 있기 때문에, 지구 표면의 넓은 범위를 커버할 수 있습니다. 따라서 과학 연구, 우주 탐사 등에 사용됩니다.따라서, 인공위성이 지구 주위에서 도는 높이는 그 용도에 따라 크게 저궤도, 중궤도, 정지 궤도, 고궤도로 구분할 수 있습니다.
Q. 우리가 일상생활에서 말하는 초음파는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.초음파는 사람이 들을 수 없는 주파수를 가진 소리입니다. 가청 주파수는 20Hz~20kHz로, 이 범위를 벗어나는 주파수를 초음파라고 합니다. 초음파의 주파수는 20kHz~100MHz까지 다양합니다.초음파는 다양한 분야에서 사용됩니다. 의료 분야에서는 초음파 검사를 통해 신체 내부의 구조를 확인하는 데 사용됩니다. 또한, 산업 분야에서는 결함 검사, 청소, 세척, 용접 등에 사용됩니다. 또한, 군사 분야에서는 음파 탐지, 음파 유도, 음파 교란 등에 사용됩니다.초음파는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.반사성이 높다: 초음파는 물체에 부딪히면 반사되는 특성이 있습니다. 따라서 초음파를 사용하여 물체의 내부 구조를 확인할 수 있습니다.흡수성이 낮다: 초음파는 공기나 물과 같은 매질에서 잘 전달되는 특성이 있습니다. 따라서 초음파를 사용하여 물체의 내부를 관찰하거나, 물체 사이의 거리를 측정할 수 있습니다.진동성이 높다: 초음파는 높은 주파수를 가지고 있기 때문에, 물체에 강한 진동을 가할 수 있습니다. 따라서 초음파를 사용하여 물체를 부수거나, 물체에 구멍을 뚫을 수 있습니다.초음파는 인체에 무해한 물리적 현상입니다. 따라서 의료 분야에서 진단이나 치료에 사용되는 경우가 많습니다. 또한, 산업 분야에서는 다양한 작업을 보다 효율적이고 안전하게 수행하는 데 사용되고 있습니다.초음파의 대표적인 응용 분야는 다음과 같습니다.의료 분야: 초음파 검사, 초음파 수술, 초음파 치료산업 분야: 결함 검사, 청소, 세척, 용접, 음파 탐지, 음파 유도, 음파 교란군사 분야: 음파 탐지, 음파 유도, 음파 교란초음파는 인류의 삶을 보다 편리하고 안전하게 만들어주는 중요한 기술입니다.
Q. 평소궁금했던건데 달은 스스로빛이나는건지가 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.달은 스스로 빛을 내지 않습니다. 달은 태양빛을 반사하여 빛을 내는 물체입니다. 달의 표면은 거칠고 울퉁불퉁하여, 태양빛이 다양한 각도로 반사됩니다. 따라서 달은 밤하늘에서 다양한 모양으로 빛나 보입니다.달의 위상은 달의 위치와 태양의 위치에 따라 달라집니다. 달이 지구와 태양 사이에 있을 때는 달의 밝은 면이 지구를 향하고 있기 때문에 보름달처럼 둥글게 보입니다. 달이 지구와 태양의 반대편에 있을 때는 달의 어두운 면이 지구를 향하고 있기 때문에 초승달처럼 보입니다.달의 빛은 태양빛의 약 12% 정도만 반사됩니다. 따라서 달이 빛나는 것처럼 보이지만, 실제로는 태양빛의 약 88%는 달에 흡수되거나 산란되어 지구에 도달하지 않습니다.달은 지구와 가까운 거리에 있기 때문에, 지구에서 맨눈으로 볼 수 있는 유일한 천체입니다. 달은 인류에게 오랫동안 신비롭고 중요한 존재로 여겨져 왔습니다.
Q. 얼음이 완전히 얼은 상태에서도 계속 저온에 있으면?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.얼음의 강도는 온도에 따라 달라집니다. 일반적으로 온도가 낮을수록 얼음의 강도는 높아집니다. 이는 얼음의 분자 구조가 온도가 낮을수록 더 안정적으로 유지되기 때문입니다.물 분자는 산소 원자 한 개와 수소 원자 두 개가 결합하여 이루어진 분자입니다. 물 분자는 수소 결합을 통해 서로 연결되어 있습니다. 수소 결합은 약한 결합이지만, 많은 수의 물 분자가 서로 연결되어 있기 때문에 얼음은 강한 물질이 됩니다.온도가 낮아지면 물 분자의 운동이 느려지면서 수소 결합이 더 안정적으로 유지됩니다. 따라서 얼음의 강도는 온도가 낮을수록 높아집니다.그러나 얼음의 강도는 일정 수준 이상 도달하면 더 이상 증가하지 않습니다. 이는 물 분자의 구조가 온도에 따라 더 이상 크게 변화하지 않기 때문입니다.따라서 얼음이 완전히 얼은 상태에서 지속적으로 저온 상태에서 노출이 된다면, 얼음의 강도는 일정 수준 이상 도달하면 더 이상 증가하지 않습니다. 또한, 얼음의 분자 구조와 결합력도 동일한 상태로 유지됩니다.다만, 얼음의 강도는 시간에 따라 서서히 감소할 수 있습니다. 이는 얼음의 표면이 미세하게 부서지거나, 얼음 내부에 미세한 균열이 생기기 때문입니다. 이러한 현상은 얼음의 온도가 상승할수록 더 빠르게 일어납니다.
Q. 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)는 고투명성을 가지고 있는 고분자인데요 어떤 구조로 되어 있길래 이렇게 고투명성을 가질 수 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)는 메틸메타아크릴레이트(MMA)의 중합체로, 다음과 같은 구조를 가지고 있습니다.[CH2=C(CH3)-COOCH3]nPMMA는 고투명성을 가지고 있는 이유는 다음과 같은 두 가지 요인 때문입니다.첫째, PMMA는 분자량이 크고, 분자 구조가 규칙적입니다. 따라서 분자 사이의 간격이 균일하여, 빛의 산란이 적습니다.둘째, PMMA는 굴절률이 1.48~1.50으로, 유리와 비슷한 값을 가지고 있습니다. 따라서 빛의 굴절이 적어, 투명성이 우수합니다.PMMA는 이러한 고투명성으로 인해, 창문, 안경, 표면재, 광학 부품 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.보다 구체적으로 설명하자면, PMMA는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.고투명성: PMMA의 굴절률은 1.48~1.50으로, 유리와 비슷한 값을 가지고 있습니다. 따라서 빛의 굴절이 적어, 투명성이 우수합니다.내충격성: PMMA는 높은 충격 강도를 가지고 있습니다. 따라서 긁힘이나 충격에 강하여, 자동차나 항공기의 창문 등에 사용됩니다.내후성: PMMA는 자외선에 의한 변색이나 퇴색에 강합니다. 따라서 야외용 광고판이나 표지판 등에 사용됩니다.난연성: PMMA는 난연성이 우수합니다. 따라서 화재 시에도 쉽게 타지 않아, 건물의 내장재나 인테리어 소재 등에 사용됩니다.PMMA는 이러한 특성으로 인해, 다양한 분야에서 유용하게 사용되고 있습니다.