안녕하세요 김두환 전문가입니다.
Q. 태풍은 왜 빙글빙글 도는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.코리올리(전향력)에 의해 북반구에서는 태풍이 반시계방향으로 돌게됩니다.(싱크대 물이 반시계방향으로 빠지는 것도 같은 원리입니다.) 태양, 지구를 위에서 바라볼 때 지구는 반시계 방향으로 자전합니다. 그리고 이상황에서 우리가 적도에서 물체를 북극 방향으로 쏘았다고 상상해보죠. 지구는 반시계방향으로 자전하고 있기 때문에 지구에서 본 관찰자 입장에서는 분명 물체를 북극방향으로 쐈는데 오른쪽으로 휘어서 날아갈 것입니다. 왜냐하면 적도에서 자전속도로 인해 오른쪽으로 운동하려는 관성이 작용하기 때문이죠. 이 관성은 적도에서 자전 속력이 가장 빨라 지구의 북반구보다 강합니다. 이를 코리올리 효과라고 하며, 마치 지구 관찰자의 입장에서 힘을 받는거 처럼 느껴지기 때문에 관성력으로 분류됩니다. 그리고 북반구에서 태풍이나 배수구에서 회전 방향이 반시계 방향인지도 바로 이해가 가실겁니다. 태풍이나 배수구의 경우는 위쪽 유체는 아래쪽으로 이동하며 왼쪽으로 휘며, 아래쪽 유체는 위쪽으로 이동하며 오른쪽으로 휘기 때문이죠. 지구의 자전에 의한 코리올리(전향력) 효과죠.
Q. 초전도체로 세상이 시끌벅적 한데 초전도체가 일상생활에서 어떻게 과학적으로 활용될까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨는 성질을 지니고 있습니다.또한, 자속(특정 면적을 통과하는 자기장)이 양자화되는 성질을 가지고 있으며, 초전도체와 초전도체 사이에서 전자쌍이 터널링하는 양자효과도 볼 수 있으며, 양자 효과인 위상 간섭을 일으키기도 합니다.이러한 특징 때문에 초전도체는 자기부상열차, 양자 컴퓨터의 기반이되는 큐빗(양자 중첩, 얽힘)을 구현하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 전력손실이 0에 가깝기 때문에 전자기기의 회로나 우리가 흔히 보는 전깃줄 등 전기가 통하는 모든 곳에 회로로 사용하면 굉장한 효율을 낼 수 있다는 특징을 지니고 있어 혁신적인 기술이 됩니다.
Q. 번개칠 때 차안에 있으면 왜 안전한가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.차량이 벼락을 맞게되면, 내부에 사람들은 무사할 수 있습니다. 왜냐하면 차량의 겉 부분이 도체 역할(차폐 역할)을 해주기 때문에 내부에 전류가 흐르지않고 차량 표면으로만 전하가 분포하기 때문이죠. 그래서 차량 내부는 안전합니다. 하지만 벼락을 맞은 즉시 당황하셨다고 절대 차량 문을 열거나 하시면 안됩니다. 차량 표면에 남아있는 전자(-)가 다수 있기 때문에 문을 열면서 틈이 생기게 되고 문과 차 사이에 전류가 흘러 방전이 일어나 사람을 감전 시킬 수 있기 때문입니다. 또한, 내부에서는 차와 연결된 쇠, 금속 부위를 만져서는 안되며 119 구조대를 불러 도움을 요청하는 것이 좋습니다.
Q. 양자 우물효과에 대해 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자우물이라는 것은 양자 효과를 받는 물질이 에너지 장벽으로 둘러쌓여 마치 우물속에 있는 것과 같은 현상을 의미합니다.그릇에 구슬을 넣게되면 구슬은 그릇이란 장벽에 갇혀 빠져나올수없게됩니다. 하지만 구슬을 세게 굴리게되면 빠져나올 수 있죠. 이러한 현상을 우물에 비유한 것이라고 생각하시면 됩니다.
Q. 시원한 곳에 있다가 따뜻한 곳으로 나오면 왜 안경에 김이 서리나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.안경에 김이서리는 이유는 온도차 때문입니다. 시원한곳에 있던 안경은 차가워진 상태입니다. 이상태에서 따뜻한 곳으로 가게되면 따뜻한곳에 있던 습기, 수증기가 안경과 맞닿으며 열을 빼앗기게 됩니다. 이때 수증기가 안경과 맞닿아 열을 빼앗기면 물방울이되면서 습기가 되는 것이죠.