안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
생물·생명
Q. 벌레를 잡아먹는 식물은 어떤 방식으로 영양소를 흡수하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 식충식물(食蟲植物, 영어: insectivorous plants)은 벌레를 잡아먹는 식물을 말한다. 때로는 육식성 식물, 육식식물이라고도 불리기도 한다. 식충식물은 각각 생존을 위해 여러 가지의 포충기(包蟲器, 벌레를 유인해서 잡는 기관)를 발달시켜 진화해왔다. 포충기 내부에는 선조직(腺組織, 분비샘조직)이 발달해 있어 여기서 단백질, 핵산을 분해하는 소화 효소와 산(酸)등 과련 소화액이 분비된다. 효소들이 먹이의단백질은 아미노산으로 핵산은 인산이온으로 작게 쪼개어 식물이 흡수할 수 있도록 해 준다.출처 : 위키백과 - 식충식물
지구과학·천문우주
Q. 비가 오고나면 무지개가 생기는 이유가 궁금해요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 무지개는 왜 비가 온 다음에 생겨나는지, 또 어떤 원리로 인해 생겨나는지 알아보도 록 하겠습니다. 무지개는 물과 빛, 그리고 공기가 함께 만들어 낸 콜라보레이션인데요. 먼저 '프 리즘 원리'에 대해서 알아볼 필요가 있습니다. 그 이유는 프리즘 원리가 자연에서 발생된 것이 바로 무지개이기 때문이지요. 프리즘 원리는 다양한 색의 빛이 합쳐진 백색광이 프리즘을 통과하면서 굴절률의 차이에 의해 각각의 색으로 분리되는 현상으로 무지갯빛이 나타나게 되는 것을 말합니다. 프리즘이 빛의 색 을 분산시키는 역할을 하는 것입니다.여기서 프리즘의 역할을 대기 중 물방울이 대신하면서 생겨나는 것이 바로 무지개입니다. 햇빛이 공기와 물 사이를 지나면서 빛의 굴절 현상이 나타나는데요. 굴절은 빛의 색깔들이 각기 다른 속도로 빗방울 속을 지날 때 생기며 이 속도 차로 인해 여러 가지 색깔로 나누어집니다.이 무지개는 우리가 하늘을 올려볼 때 가장 흔하게 볼 수 있는 무지개로 1차 무지개라고 하며 빛의 순서는 안쪽의 보라색으로부터 바깥쪽 빨간색으로 이루어져 있습니다. 무지개는 항상 태 양의 정반대 편에 형성되기 때문에 약 42도 각도로 형성된다고 합니다. 대기 중에 빗방울이 있 을 때 지표면으로부터 42도 각도에 위치한 빗방울로 햇빛이 들어가 1번 반사되어 나온 빛이 무지개를 형성하는 것이죠. 태양의 고도가 42도 보다 낮을수록 우리는 무지개를 더 완전한 반 원의 모양으로 볼 수 있다고 합니다.출처 : 기상청 - 쌍무지개가 떳다!
지구과학·천문우주
Q. 토네이도가 생성되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 토네이도는 난류풍과 냉류풍(차가운 바람과 따뜻한 바람)이 만나서 서로 대립하고 맞부딪쳐서 형성되는 것이다. 미국, 캐나다에서처럼 상층부의 찬공기와 하층부의 더운 공기가 대립하였을 때 소용돌이치면서 생기게 되며, 그리고 넓은 평원이 있어야 한다. 바람이 산을 넘게 되면 그 산들이 바람막이 역할을 하기 때문에 본래 갖고 있던 힘을 많이 잃게 된다. 우리나라와 일본에는 산이 많은데다 따뜻한 바람이 계절마다 불규칙적이기 때문에 토네이도가 잘 생기지 않는다.출처 : 위키백과 - 토네이도
화학
Q. 드라이아이스 흰연기는 어떤 성분인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 하얀 연기의 정체는 뜨거운 물을 끓일 때 나오는 김이다. 즉 물방울이다. 하지만 두 물방울이 생성되는 원리는 조금 다르다. 드라이아이스는 차가운 탄산 가스가 날아가면서 주변의 수증기를 응결시키는 것이고 김은 물을 끓일 때 나오는 수증기가 주변의 온도에 의해 응결되는 것이다.출처 : 드라이아이스 - 열려라! 즐거운 화학세상즉 온도에 의해서 공기중에 수증기가 응결되면서 물방울이 되면서 흰연기로 보이는 것이기떄문에 인체에 무해합니다.
물리
Q. 수영장에서 숨을 참으면 몸이 뜨는 이유는 먼가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 사람의 부력은 인체의 주요 성분인 뼈, 근육, 지방 등의 비율에 따라 결정됩니다. 지방이 물보다 밀도가 작으므로 지방이 많을수록 물에 잘 뜨게 되는 것입니다. 또한 폐의 용량에 따라서도 부력은 변할 수 있으며, 밀도가 큰 유체는 밀도가 작은 유체에 비해 물체에 훨씬 큰 부력을 줍니다. 원래는 가라앉아야 정상인 사람은 폐에 공기가 20% 채워져 있기 때문에 튜브와 같은 역할을 합니다. 따라서 부력을 높여주기 때문에 물에 뜰 수 있는데요. 95%는 가라앉고 나머지 5% 정도는 수면에 떠서 물 밖으로 나오는 부분이 많지는 않기 때문에 숨을 쉬기 위해서는 팔을 젓거나 물장구를 치는 등의 노력이 필요합니다.출처 : 사람은 어떻게 물에 뜨는 걸까요? - 국가과학기술연구회
전기·전자
Q. 자외선 차단제 원리가 궁금합니다. 어떤 식으로 자외선이 차단이 되는건지요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자외선 차단제(Sunscreen)에는 자외선을 산란시키거나, 자외선을 흡수할 수 있는 자외선 차단성분이 들어 있습니다. 이 성분은 작용원리에 따라 무기 또는 유기 자외선 차단제 성분으로 분류됩니다. (1) 무기 자외선 차단제 성분 무기 자외선 차단제 성분은 피부에 도달하는 자외선을 물리적으로 산란 시켜 자외선을 차단합니다. 국내에서 사용되는 무기 자외선 차단제 성분 으로는 징크옥사이드와 티타늄디옥사이드가 있습니다. 무기 자외선 차단제 성분은 자외선A 차단에 효과적이나 백탁현상으로 피부가 하얗게 보이는 단점이 있습니다. (2) 유기 자외선 차단제 성분 유기 자외선 차단제 성분은 피부에 도달한 자외선의 에너지를 흡수하여 자외선을 차단합니다. 자외선B를 흡수하는 성분이 많으며 무기 자외선 차단제 성분에 비해 백탁현상이 없는 장점이 있지만 민감한 피부에는 자극을 일으킬 수 있는 단점이 있습니다. (3) 무기+유기 자외선 차단제 성분 시중에서 판매되고 있는 대부분의 자외선 차단제 형태입니다. 자외 선을 효과적으로 차단하기 위해 무기 차단제 성분과 유기 차단제 성분을 같이 사용합니다.출처 : 식품의품안전처 - 자외선차제
생물·생명
Q. 수명과 수면시간의 상관관계가 과학적으로 증명되었나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 잠을 적게 자면 건강에 좋지 않다는 것쯤은 누구나 알고 있습니다. 하지만 생명까지 단축한다는 사실은 얼마나 알고 있을까요? 1990년대 일본에서 10만 명의 성인을 대상으로 수명과 사망률을 조사한 적이 있습니다. 이들의 평균 수면시간은 7.1∼7.5시간으로 조사되었는데, 이보다 잠을 적게 자거나 많이 자는 사람은 1.5배에서 2배까지 사망률이 높게 나타났습니다. 100만 명을 대상으로 한 또 다른 연구에서도 이와 같은 결과가 나왔습니다. 가장 사망률이 낮은 수면시간은 7시간이었고, 7시간에서 1시간씩 많이 자거나 적게 자면 사망률이 10~15%씩 증가했습니다. 그뿐만 아니라 수면 시간은 질병의 발생률도 영향을 미칩니다. 하루 6시간 미만 잠을 자는 사람은 고혈압 발병률이 2배 이상 높다고 합니다. 관상동맥질환은 6시간 자는 사람은 1.3배, 5시간 미만으로 자는 사람은 1.8배 더 높은 것으로 조사되었습니다. 당뇨병 역시 5시간 이하, 9시간 이상 잠을 자는 사람은 발병율이 1.5배에서 많게는 2.5배까지 높은 것으로 나타났습니다.그렇다면 우리는 하루에 몇 시간을 자야 적당한 걸까요? 적절한 수면의 양은 개인별로 차이가 있습니다. 대부분 정상인의 평균 수면시간은 7~8시간입니다. 청소년은 8~9시간, 초등학생은 9~11시간이 적당합니다.물론 예외는 있습니다. 전체 인구의 4%는 하루에 5시간보다 적게 자도 일상생활에 지장이 없는 쇼트 슬리퍼(short sleeper)이며, 2~3%는 하루에 10시간 이상 자야 하는 롱 슬리퍼(long sleeper)입니다. 따라서 개개인에 따라 적정한 시간이 있으므로 모든 사람에게 몇 시간을 자야한다고 단정 짓기는 어렵습니다.출처 : 4당 5락이 안 좋은 이유, 잠과 수명과의 관계 - 강동경희대학교병원
생물·생명
Q. 나이가 들수록 시력이 떨어지는 생명학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 나이가 들면서 수정체가 딱딱해지고 탄력이 떨어지게 되면 이로 인해 조절력이 감소되어 근거리 작업이 장애를 받게 되는데 이를 노안이라고 한다. 조절력은 본래 지니고 있는 굴절이상의 정도와 관계없이 모든 사람에서 감소되지만 개인마다 발생 또는 진행에 차이가 있을 수 있다.출처 : 노안 - 서울대학교병원
지구과학·천문우주
Q. 바닷물은 어떤 원리로 인해서 짠 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바닷물이 짠 이유는 뭘까? 이유는 간단해요. 짠 맛을 내는 물질이 들어 있기 때문이죠! ㅎ ㅎ 보통 바닷물 1kg에는 약 35g의 염류물질이 녹아 있어요. 짠 맛을 내는 대표적인 물질 인 염화나트륨(소금)을 비롯한 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼슘, 황산칼륨 등 다양한 염류들 말이죠. 특히 염류 중에서도 염화나트륨(소금)이 제 일 많기 때문에 바닷물이 짜다고 느끼는 거예요. 태평양, 대서양, 인도양 처럼 큰 바다는 염분의 농도가 33~37%(단위:퍼밀, 천분율)이고, 세계 해양의 평균 염도는 35%인데요, 신기하게도 바다마다 염분의 농도가 조금씩 달라도 녹아 있는 염류의 비율은 항상 일정해요. 이를 '염분비 일정의 법칙'이라고 불러요. 예를 들면, 사해처럼 엄~청 짠 바다 도, 발트해처럼 싱거운 바다도 그 속에 녹아 있는 염류의 비율은 같아요! 그렇다면, 염류가 바다에 있게 된 이유는 무엇일까요? 이건 두 가지로 설명할 수 있어요. 첫 번째는 강이에요. 강은 바다를 향해 흐르고, 강물이 모이고 모여 큰 바다를 이루어요. 강물이 지반을 따라 흐르면 암석 성분이 강물에 녹아들겠죠? 이렇게 암석 성분에 있는 염류가 물과 함께이 바다로 흘러들어 가 짠 맛을 띠게 돼요. 다른 하나는 바다 밑 '해저'에 답이 있어요. 해저화산이 폭발하면서 나온 수많은 물질들이 그대로 바닷물에 녹아드는 것이죠. 특히 육지의 물에는 거의 없는 염소나 황산염 같은 물질은 화산폭발 때 발생하는 화산 가스를 통해서 공급되죠.출처 : 수협중앙회 - 바닷물이 짠 이
지구과학·천문우주
Q. 일식에는 여러 종류가 있는데 어떤 일식이 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일식(日蝕/日食, Solar Eclipse)은 달이 태양을 가리는 천문현상을 말한다. 지구가 태양 주변을 공전하고 있고, 달이 지구 주변을 공전하고 있는데, 이때 일직선 상에서 태양 - 달 - 지구 형태로 배열이 되는 삭에는 달이 태양을 가리는 일식 현상이 발생하게 된다. 하지만 달이 공전하는 궤도(백도)가 지구가 공전하는 궤도(황도)보다 5도 정도 기울어져 있기 때문에 항상 일식 현상이 발생하지는 않는다. 따라서 일식은 항상 달이 보이지 않는(정확히는 빛이 닿지 않는 부분만 보여서 검은색인 상태일 경우)삭일 때 일어나지만, 그 역은 성립하지 않는다.보통 지구에서 보는 태양의 크기는 거의 고정되지만, 달은 지구와 거리가 비교적 가깝기 때문에 공전궤도상 지구와의 거리가 가까울 때와 멀 때의 크기가 확연하게 차이가 난다. 이로 인해서 달이 태양을 완전히 가리는 위치에 있더라도 그 정도에 차이가 발생한다. 보통 일식은 아래와 같이 네 종류로 분류한다.개기일식(皆旣日蝕): 태양의 시직경 ≤ 달의 시직경. 완전히 가리게 된다.금환일식: 태양의 시직경 > 달의 시직경. 달이 태양의 안쪽으로 들어가서 가리게 되며, 이 경우 끝부분이 금색인 동그란 반지 모양이 된다.하이브리드일식 (금환개기일식): 태양의 시직경 ≒ 달의 시직경. 지역에 따라서 금환일식으로 보이는 곳과 개기일식으로 보이는 곳이 모두 존재한다. 2031년 11월에 발생한다.부분일식 : 달이 태양의 부분만을 가리는 경우. 다른 지역에서는 위 세 종류의 일식이 발생하고 있을 수도 있다. 출처 : 나무위키 - 일식