안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전자기파는 어떻게 발생하고 전달되며, 어떤 현상을 설명하는지요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.전자기파(빛)은 공간에 전기장이나 자기장이 변화함에 따라 생성될 수 있습니다. 전기장의 변화는 주변에 자기장을 유도하고, 또 자기장의 변화는 전기장을 유도합니다. 이러한 연쇄작용으로인해 전자기파가 공간을 퍼져나가게 되는 것이죠. 전자기파(빛)의 생성은 간단합니다. 전류를 흘려주거나, 자기력을 변화시켜주면 됩니다. 참고로 이러한 것은 멕스웰 방정식이 한번에 설명해줍니다.
생물·생명
Q. 우주에서 생물이 살아갈 수 있는 최소요건이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.생물체가 살아가기 위해서는 에너지를 공급받아야하고 생명을 지속시킬 수 있는 환경이 갖춰줘야합니다. 우주의 온도는 영하 270도에 가까우며, 공기도 없어 기압도 낮습니다. 또한 방사선량도 굉장히 높죠. 생명체가 살기위해서는 영상의 온도 25~30도 사이가 되어야 적합하며, 공기(산소)도 필요합니다. 산소가 필요한 이유는 호흡을 통해 에너지를 공급받아 생명활동을 하기 때문이죠. 또한, 방사선에 대해 막아줄 수 있는 차폐장치도 필요합니다. 그래야 지속적으로 건강히 생명을 이어나갈 수 있기 때문이죠. 마지막으로 식량, 에너지 공급원이 필요합니다. 생명체를 구성하는 필수 구성성분은 영양분이나 식량을 통해 채울 수 있기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 깊은 심해에서는 물고기들은 어떻게 앞을 구별하며 다니나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.눈이 퇴화한 심해생물체가 많이 존재합니다. 이들은 냄새를 맡거나 더듬이와 같은 것들로 움직임을 감지를 하여 생존하죠. 물론 빛을 내어 앞을 보는 심해생물체도 존재합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리가 지구로부터 받고 있는 중력을 느끼지 못하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리는 중력을 항상 느끼고 있습니다. 우리가 땅에 붙어있는 이유죠. 또한 물체가 공중에 떠있지 않는것도 중력 때문입니다. 사람은 적응의 동물입니다. 중력에 익숙해져있기 때문에 당연시여겨 중력이 안느껴진다 생각할 수 있습니다. 하지만 달리거나, 점프하거나, 누워있거나, 서있거나 하는 등 모든것이 중력 때문에 가능합니다.
지구과학·천문우주
Q. 하얀색은 왜 빛에 반사되는거예요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.모든 빛을 반사하는 색을 하얀색으로 정의하였습니다. 그래서 하얀색은 모든 빛을 반사하는 것이죠. 또한 모든 빛을 흡수하는 색은 검은색으로 정의하였죠.
전기·전자
Q. 번개 맞은 피뢰침의 전류를 이용하지 못하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네 사용이 어렵겠습니다. 번개의 크기에 따라 에너지가 다르지만 평균적으로 번개가 순간적으로 내리칠 때 발생하는 에너지는 100억kW 정도라고 합니다. 피뢰침에 번개를 맞는 순간 이 에너지를 축전기에 저장하려고 할 경우 이를 버틸 수 있는 전자기기가 없기 때문에 고장이나버리게 됩니다. 훗날에 이러한 것을 버텨줄 전자기기가 존재하게 될 때 전기에너지를 저장하여 사용이 가능할 것입니다.
물리
Q. 관성의 법칙 질문있습니다...
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 계속 등속 직선운동하기 위해서는 이 운동을 방해하는 마찰이나 공기저항같은 외부의 힘이 없어야 합니다. 만약 방해하는 힘이 있으면 속력이 줄어들거나 방향이 바뀌어 등속 직선운동을 하지 못하게되죠.
지구과학·천문우주
Q. 개기일식이 일어나는 이유가 먼가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.달은 지구 주위를 공전하고 있기 때문에 대낮에도 달이 하늘 위에 있는 것을 보실 수 있습니다. 그래서 간혹 달에 의해 해가 가려지는 부분일식이나 일식이 일어나기도 하죠. 이는 태양-달-지구 순으로 천체가 놓이며 달이 태양을 가리는 현상 때문에 발생합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 자전속도가 미세하게 느려질 경우 어떤 일이 일어날까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.지구의 자전속도가 미세하게 느려져도 사람들은 이를 체감하기는 어렵습니다.실제로 우리 지구의 자전 속도는 아주 미세하게 줄어들고 있습니다. 이는 달의 공전과 지구에 있는 다수의 물(바다) 때문입니다.지구 주변으로 달이 공전하며 지구의 자전 속도는 줄어들고 달은 멀어지고 있는데, 서로를 이끄는 만유인력(중력)에 의해 에너지를 조금씩 손실하기 때문입니다.여기서 만유인력에 대한 이해가 조금 필요합니다.만유인력이란것은 질량을 가진 두 물체는 서로 끌어당기는 힘입니다. 지구도 질량체이고 달도 질량체 입니다. 두 질량체 사이에 만유인력이 작용해 서로를 끌어당기고 있죠. 그런데, 달이 지구로 떨어지지 않는 이유는 달이 지구 주위를공전(회전운동, 각운동량을 가짐)을 하기 때문에 중력과 원심력이 평형을 이루고 있다고 생각하시면 됩니다. 그리고 이러한 관계 속에서는 전체적인총 에너지와 각운동량(회전량)이 보존됩니다. 그런데, 지구는 자전하고 있으며, 지구에는 바다와 호수와 같은 물이 70%정도를 차지하고 있습니다. 이 때 달과 지구 사이의 관계에서 달이 공전하며 지구에 만유인력을 행사하는데,바다와 호수와 같은 액체의 물질의 모양이 변화합니다.이러한 변화는 지구 내에서 조수 간만의 차로 나타나며 수위의 변화, 파도등으로 나타날 수 있습니다. 또한지구 자전에 있어 마치 마찰력과 같은 영향을 미칩니다.즉, 지구의 자전을 더디게 하죠. 그러면 지구와 달의 총 각운동량(회전량)은 일정한데, 지구의 자전이 더뎌지면서달의 회전량이 증가하게 됩니다. 따라서 지구와 달 사이 만유인력과 달의 회전 운동으로 인한 원심력이 평형을 이루던게 깨지게 되는 것이죠. 달의 회전 운동량의 증가로 원심력이 커지면서 달이 조금씩 멀어지게 되면서 지구의 자전이 느려지고 있죠. 하지만 우리는 이를 느끼지는 못합니다.
화학
Q. 음료수 병의 모양이 다르게 생긴 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.탄산음료 바닥 부분이 오목하거나 울퉁불퉁한 이유는 탄산 주입시 압력 때문입니다. 탄산을 주입할때 고압의 탄산가스를 주입하기 때문에 바닥 부분이 튀어나올 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서 오목하게 만들거나 울퉁불퉁하게 만들어 튀어나오는 것을 방지한 것이죠.