안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라가 발생하는 이유와 이것이 북극에서만보이는이유?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구 자기력선을 따라 대기로 낙하하는 하전 입자들(주로 전자)이 대기 중 원자 혹은 분자들과 충돌하여 이들을 들뜨게 만든다. 이렇게 들뜬 기체들이 원래의 바닥 상태로 돌아가면서 빛을 방출하게 된다. 충분히 많은 충돌이 발생할 경우 우리 눈이 감지할 만한 다량의 빛을 방출하게 되며 이게 바로 오로라이다. 하지만 이 빛은 태양 빛에 비해 매우 약하기 때문에 육안으로는 주로 야간 시간에 관측 가능하다.우주에서 바라본 오로라는 자기축을 중심으로 동서 방향으로 두께를 가진 타원체를 따라 빛을 내고 있다. 이러한 타원체를 오로라 타원체(auroral oval)라 한다. 오로라 타원체의 두께는 태양풍에 의한 지구 자기장교란 정도에 따라서 달라지며, 태양활동이 극심한 경우 타원체의 남북 경계가 각각 저위도 및 극 지방까지 팽창한다. 이 현상을 오로라 부폭풍이라 한다. 지상에서 바라본 오로라는 일반적으로 세로의 빛줄기를 갖는 커튼 형태를 띤다. 이는 그 지역의 자기력선의 방향과 낙하하는 하전 입자들의 모습이 반영된 것이다. 다시 말해 하전 입자들이 지구 근처의 강한 자기력선에 묶여 있기 때문에 주변의 다른 자기력선으로 이동이 불가하여 세로의 빛줄기 형태를 띠는 것이다. 오로라 타원체에 대한 관측자의 위치에 따라 오로라는 다양한 형태로 보일 수 있다. 타원체에서 남북 방향으로 멀어질수록 오로라를 관측할 수 없게 된다.
생물·생명
Q. 머리카락은 어떤 물질로 구성되어 위산에도 강하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.모발을 형성하고 있는 물질은 케라틴(Keratin) 단백질로서 18종의 아미노산으로 구성되어 있고 특히 시스틴(Cystine)이라고 하는 아미노산을 많이 포함하고 있는 것이 특징이다. 모발의 성분은 단백질 70~80%, 수분 10~15%, 색소 1%, 지질 3~6% 등으로 구성되어 있다.단백질(대두, 멸치, 우유, 육류, 계란 등)이 많이 함유되어 있는 식품과 모발을 건강하게 하고 비듬과 탈모를 방지하기 위해 비타민과 미네랄(파슬리, 딸기, 시금치)이 함유된 식품 섭취가 필요하다. 이러한 식품을 섭취하면 위장에서 아미노산으로 분해되어 혈액에 의해 전신으로 운반되어 모세혈관을 통해 영양분이 보내져 모발의 성장을 촉진시킨다.신체내에 분비되고 있는 호르몬은 수십종이나 되나 각각 역할을 가지며 신체 각부 조직의 세포가 하는 일을 돕고 있다.모발과 관계있는 호르몬은 뇌하수체, 갑상선 부산피질 호르몬이 있으나 두모에 가장 관계 깊은 호르몬은 성(性) 호르몬이다. 성 호르몬에는 남성 호르몬과 여성 호르몬이 있는데 남녀에 관계없이 양 호르몬은 생식기관(고환, 난소)에서 분비된다. 이 성 호르몬이 모발에 미치는 영향은 두모에 대해서는 여성 호르몬, 체모에 대해서는 남성 호르몬이 서로서로 촉진적으로 작용한다. 여성은 대머리가 없고 남성은 대머리가 많으며 거세된 남성은 대머리가 없다라는 이야기는 실험으로 확인되고 있다. 남성 호르몬은 피지 분비를 촉진시키기 때문에 그 결과 지루성 탈모를 일으키기도 한다.
화학
Q. 사람마다 땀을 흘리는 정도가 다른 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.시람마다 열을 배출하는 온도와 시기가 다릅니다. 열이 많은 사람들은 땀을 많이 흘려내서 온도를 유지하려고 합니다.
전기·전자
Q. 우리나라가 만든 os는 없는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.한국애서 만든 운영체제는 없습니다. 예전에 리눅스 시절에는 개인이 만든 운연체제가 있곤 했지만, 현재 공식적으로 없는 상황입니다.
화학
Q. 미세먼지와 초미세먼지는 어떻게 나뉘나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대체로 강수량이 한철에 집중된 기후대가 심하고, 난류의 영향 등으로 1년 내내 강수량이 고른 기후대는 양호하다.이름크기(지름)미세먼지10.0μm ≥ n10.0 μm ≥n (PM10)초미세먼지2.5μm ≥ n 2.5 μm ≥n (PM2.5 / PM1)외국에서는 지름이 10μm 이하(PM 10)이면 부유먼지(suspended particles)라 하며 지름이 2.5μm 이하(PM 2.5)인 먼지, 지름이 1μm 이하(PM1)인 먼지로 세분화하나, 한국에서는 부유먼지를 미세먼지(PM10)로, 미세먼지를 초미세먼지(PM2.5)로 부르며, PM1 역시 초미세먼지로 분류한다.이 외에도 기체로 배출되었다가 식어서 먼지가 되는, 극미세먼지보다 더 작은 응축성 미세먼지가 있다. LPG같은 천연가스는 연소시에 미세먼지와 극미세먼지가 덜 나오지만, 일산화탄소, 이산화 탄소 등의 공해 가스와 응축성 미세먼지가 많이 나온다.장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5μm 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다. (PM 2.5 환경기준 설정연구, 국립환경과학원, 2006)미세먼지에 함유되어있는 물질들을 분석해 본 결과, 미세중금속으로 부르는 게 맞지 않나 싶을 정도로 중금속 함유량이 높다.[3] 황사의 경우 원래는 자연적인 풍화 현상에서 나타나는 현상이였지만, 현대에 와서 모래 알갱이가 공장 매연을 같이 쓸고 와서 문제가 된 것이다. 미세먼지의 경우 공기 중 매연이 너무 많아 매연 내 입자들과 공기 중에 있는 황산화물, 수분 등이 엉겨서 생긴 것이라 둘은 그 발생 메커니즘이 완전히 판이하다. 말하자면 미세한 금속 가루가 공기중에 떠다니는 것. 당연히 1급 발암물질 중 하나이다. 대한민국은 중국에서 편서풍을 타고 날아오는 수많은 미세먼지와 기타 대기 오염 물질로 인해 대기가 자주 스모그화 되어버린다. 특히 골치 아픈 부분인 황사는 계절 한정이지만 미세먼지는 동부에 밀집되어있는 중국의 공업지대로 인해 바람이 한국 방향으로 부는 순간 바로 불어닥친다는 점이다.
전기·전자
Q. 한전책임분계점 설비 명칭 문의입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자 그럼 본격적으로 한전과 일반 가정의책임분계점에 대해서 알아볼까요?전봇대를 보시면위에 언급드 대로 22.9kV의 고압선이 흐릅니다. 이 고압전선의 전력이컷아웃스위치를 거쳐 아래 사진의 빨간 네모안에 있는 주상변압기로 향합니다. 위 변압기를 통해 저압으로 변경된 전기는다시 집 주변의 전봇대로 향하게 됩니다.그리고 마지막으로 이 전기는한전 계량기로 향하게 되며 이 전기 계량기에서각 가정에 차단기함을 통해 전기가 공급이 되는 것이죠.그렇다면 한전과 집주인의 책임분계점은 어디일까요?일반 주택의 경우 인입구라고 하여 집 주변에 전선이 애자와 함께 나뉘는 지점이 바로 한전과 집주인의 책임 분계점입니다. 위 사진의 빨간 동그라미 안에 애자가 바로한전과 집주인의 전기의 책임을 나누는 인입구입니다.즉, 아래 사진의 빨간 네모 안에 전기선까지는 한전의 책임이며파란 네모 안부터는 집주인의 책임입니다. 책임분계점인 인입구를 기준으로전봇대로 가는 전선은 한전의 책임.
지구과학·천문우주
Q. 풍력발전기의 날개인 블레이드는 어떤 과학적 원리로 가동되는지요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.풍력발전기 원리를 간단히 말하면 날개가 회전하는 힘으로 전기를 만들게 되는데 즉, 풍차가 크고 바람의 속도가 빠를수록 날개가 많이 돌아가서 더 많은 에너지를 만들어낼 수 있습니다.그렇기 때문에 바람이 얼마나 센지,풍차가 얼마나 큰지 이 두 가지가핵심이라고 할 수 있으며, 이때 바람의 평균 속도는 4m/s 이상으로 불어야 합니다.바람이 불면 풍력발전기의 날개가 회전을 하게 되 어, 날개의 회전력이 발전기를 돌려 전기를 생산 합니다.풍력발전기의 내부는 날개, 변속장치, 발전기의 세 부분으로 구성되어 있는데요.날개는 바람에 의해 회전되어 풍력 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이며,변속장치는 날개에서 발생한 회전력이 중심 회전축 을 통해서 변속기어에 전달해 발전기에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시킵니다.발전기는 이렇게 전달된 기계 에너지를 다시 전기에 너지로 변환해 주는데,쉽게 바람의 힘을 기계의 회전력으로 바꾸고, 기 계의 회전력을 다시 전력으로 전환해 수요자에게 공급하는 것입니다.
생물·생명
Q. 바지락은 왜 다른 생물과 달리 움직이지 않고 한자리에 서식하나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바지락조개의 특징 중 가장 중요한 것은 이동을 하지 않는다는 것입니다. 대부분의 조개들은 교미나 산란을 위해 만조 시 이동을 하게 됩니다. 이동하는 범위가 넓은 조개들도 있지만 이동을 거의 하지 않은 조개들도 있습니다. 바지락은 산란 이후 물위를 떠다니던 종패들이 착상을 하게 되는데 이때 연안쪽 바닥에 착상이 되고 그곳에서 구멍을 파서 들어간 뒤 계속 살아가는 특징이 있습니다. (단 어린 바지락의 경우 30일까지 족사를 이용하여 주변으로 이동이 가능합니다). 그래서 이런 특징들을 이용하여 1972년부터 바지락의 대량 양식이 이루어지기 시작 했다고 합니다. 바지락은 5-6월 사이가 가장 살이 많이 차 있는 시기이며 주로 7월에서 8월사이에 산란을 시작 합니다. 산란이 시작되는 시기에는 다른 조개들도 비슷하겠지만 몸 안의 정자를 외부로 배출시키기 때문에 이때 독소를 같이 분비하는 것 같습니다. 아무튼 산란기를 기간에는 조개 몸 안에 독소를 가지고 있어서 되도록이면 먹지 않는 것이 좋습니다. 이시기에는 바지락 양식어민들도 채취를 하지 않으니 이점 유의하시길 바랍니다. 출처: https://taeyoung68.tistory.com/entry/2장-바지락-조개-잡는법-1-바지락-조개란 [태영의 해루질:티스토리]
물리
Q. 부력에 힘은 어떻게 측정할수 있을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.질량은 물의 무게이고 부피는 무게와 관련된 부피를 말하므로 부력을 측정해서 무게를 달아 밀도를 측정하는데 정밀 저울이 있어야 되겠죠.온도가 오르면 1mL 가 1g 이 채 안되지만 온도가 낮을때는 그대로 1mL 가 1g 이된다고 보면 됩니다. 부력은 용수철 저울처럼 위에서 무게를 잴수 있는 저울을 준비한다음밖에서 무게를 달고 그 물체를 물속에서 무게를 달때 물속에서 얼마나 가벼워 지는지를측정하면 부력이 나오겠죠... 부력은 물속에 있는 물체의 부피와 같은 물의 무게 이므로그 물체의 부피와 같습니다.
물리
Q. 당구공의 강도는 어느 정도 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.당구공이 어떻게 만들어지는지, 그리고 그 안의 재질이 어떻게 작동하는지를 이해하기 위해서는 그 기반이 되는 화학적 구성과 물리적 특성에 대해 알 필요가 있다.페놀 수지의 화학적 구성페놀 수지는 페놀과 알데하이드가 반응하여 형성되는 합성 수지다.이 반응에서 형성된 폴리머는 열과 압력 하에 경화되며, 이로 인해 강도와 내구성이 향상된다.특히 당구공과 같은 용도로 사용될 때, 페놀 수지는 그 높은 경도, 탄성 및 내마모성 덕분에 인기가 있다.물리적 특성: 왜 페놀 수지가 좋은가?경도페놀 수지는 단단하며, 이 특성은 당구공이 테이블 상의 다른 공이나 당구대 벽에 부딪혔을 때 일관된 반응을 보장한다.탄성공이 타격을 받았을 때의 탄성은 공이 얼마나 잘 튕기는지를 결정한다.페놀 수지의 높은 탄성은 공이 예측 가능하게 움직이도록 도와준다.내마모성반복적인 타격과 마찰에도 불구하고 공의 표면이 금방 닳거나 손상되지 않아야 한다.제조 과정에서의 과학페놀 수지를 당구공으로 변형시키는 과정은 고온과 압력을 요구한다.이 과정에서 페놀 수지는 분자 간의 교차 결합을 형성하며 경화된다.이렇게 형성된 교차 결합은 공의 높은 내구성과 안정성을 보장한다.색상과 무늬당구공의 다양한 색상과 무늬는 안료나 염료를 추가하여 얻어진다.이러한 색상 첨가제는 화학적으로 안전하며, 페놀 수지와 잘 결합된다.결론당구공의 재질, 특히 페놀 수지는 그 특별한 화학적 구성과 물리적 특성 덕분에 당구 스포츠에 이상적이다.이 과학적인 접근은 당구공이 어떻게 그렇게 안정적이며 예측 가능한 반응을 보이는지 이해하는 데 도움을 준다.