안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 양자 또는 양자역학이 뭐예요 올려주세요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자역학은 원자단위에서 발생하는 현상을 설명하기 위한 것입니다.원자는 원자핵과 전자로 이루어져있습니다. 그런데 전자가 원자핵 주변에 어떤 형태로 어떻게 운동하고 있는지 설명하고 싶을 때 양자역학을 사용하여 풀 수 있습니다.이해를 돕기위해 우리가 알고 있는 물리 현상에 대해 언급해보겠습니다. 흔히 잘 알고 있는 예시로 사과가 땅으로 떨어진다는 중력을 받아 사과가 땅으로 떨어진다를 설명할 수 있죠. 그 이상도 그 이하도 아닌 중력에 의해 떨어진다라고 설명합니다. 이것이 고전역학입니다. 무거운 짐을 들기 위해선 물체의 중력 만큼의 힘이 필요하죠.하지만 원자 세계에서는 원자핵 주변으로 전자가 돌고있다를 기술하기위해서는 중력, 만유인력으로 설명이 되지 않습니다. 양자역학으로 설명이 가능하죠.양자역학은 원자 세계를 기술하는데 있어 기본적인 학문이기 때문에 여러 곳에 사용될 수 있습니다. 물리학, 화학, 생물학 등에 있어 미시세계를 연구하는데 사용되며, 반도체, 초전도체, 디스플레이, 베터리 등에 기본이 됩니다. 또한, 양자 컴퓨팅, mri 등에 사용될 수 있습니다.
토목공학
Q. 눈 내리는 겨울날이 평상시보다 조용한 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.눈오는날 소리가 잘 안들리는 이유는 눈의 결정 모양 때문입니다. 눈의 결정모양은 소리를 반사하지 않고 흡수해버리는 모양입니다. 그래서 눈오는날이나 눈이 쌓인날 소리를 내면 평소 맑은날보다 작게들리며, 고요한 것이죠.
전기·전자
Q. 오일러 수치해법이 어떤건가요? 아시는 분 답변 부탁드립니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.쉽게생각해서 정의를 활용하여 값을 하나하나 찾아나가는 방법입니다. 수학의 기본적인 이해와 원리를 사용한 것이죠.우리는 x+1=0을 풀 때, x에 0, 0.1, 0.2, 0.3,-0.1,-0.2,-0.3,...,-1 과 같이 하나하나 넣어가며 풀기마련입니다. 이러한 시행착오를 거쳐 쉽게 x=-1이다 라고 도출할 수 있죠. 이러한 원리를 사용한 방법입니다.y'(t=0)=1 라는 미분방정식이 있고 초기 t=0일 때 값은 y(0)=2라고 주어져 있을 때, y(0.01)의 함수값을 찾는 방법이 오일러 수치해법입니다. 미분의 정의에 따라[y(0.01)-y(0)]/0.01=1 이므로,y(0.01)=0.01+y(0) 을 만족하며,y(0.01)=2.01임을 예측할 수 있습니다.
토목공학
Q. 미국은 왜 MKS 단위를 안 쓰나요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.측정 체계는 과거로부터 정의해온 관례를 따르기 때문에 그 국가에 익숙한 단위를 쓰는 것이죠. 모든 사람들이 야드, 파운드에 익숙해져있는 상태에다 도로나 차량에 들어간 단위자체도 이미 널리 알려져 있기 때문입니다. 화씨를 쓰는 이유도 같은 이유죠.
전기·전자
Q. 사과와 같은 과일에서 갈변현상이 일어나는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.과일의 껍질을 벗겨낼 경우 폴리페놀산화 효소가 분비되면서 폴리페놀과 산소의 반응을 촉진하고, 폴리페놀 성분들을 퀴논 같은 물질로 산화시킵니다. 이렇게 생긴 퀴논은 활성도가 커서 빠르게 산화되는데, 이 때 갈색 물질을 생성합니다. 이를 갈변이라고하죠. 갈변된 부분을 잘라내고 먹는것이 좋습니다. 갈변된 부분을 먹을시 체내에서 활성산소가 생성됩니다. 활성산소는 피부 노화를 촉진하므로 좋지 않습니다.갈변하는 과일은 사과를 포함해 복숭아, 배, 바나나 등이 있습니다.