안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 뼈를 치료하게 될때 뼈속이아닌 뼈막을 건들때 엄청나게 통증을 느끼는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.그런데 뼈 자체에는 통증을 느끼는 신경이 없다. 이건 연골도 마찬가지다. 신경이 없는 이유는 아직 밝혀져 있지 않다. 통증을 느낄 수 있는 신경이 없는데 어떻게 아플 수 있을까? 그것은 뼈를 둘러싸고 있는 뼈막 속에 있는 신경이 통증을 느끼기 때문이다. 우리는 뼈가 아픈지 뼈를 감싸고 있는 막이 아픈지 구분할 정도로 예민하지 못하다.
Q. 야광별자리는 어떤 과학적원리로 빛이 나는지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물질에 빛을 쪼이면 그 물질이 빛을 흡수하고, 빛을 제거 했을 때 빛을 흡수한 물질이 천천히 다시 빛을 방출하는 것을 야광이라 한다. 빛을 제거해도 발광 상태를 유지하는 것을 인광이라고도 한다.야광의 빛을 방출하는 원리는 다음과 같다. 야광이 빛을 흡수하면 야광을 구성하는 물질의 전자들이 들뜬 상태(excited state)가 된다. 여기서 들뜬 상태란 원래 있던 상태 보다 높은 준위의 에너지 상태를 말하고 하나 혹은 둘 이상의 들뜬 상태가 존재한다. 들뜬 상태의 전자들은 빛이 제거되더라도 바로 바닥상태로 떨어지지 않고 준안정(metastable; 일시적으로 안정한) 상태에 있게 된다. 그런 후 준안정 상태의 전자들은 서서히 원래 있던 상태로 돌아간다. 이렇게 들뜬 상태에서 원래 상태로 돌아가면서 에너지의 형태인 빛을 방출하게 되는 것이다.모든 물질이 다 그렇지는 않지만 어떤 물질이라도 위와 같은 성질을 갖는다면 야광이 될 수 있다. 야광이 가능한 물질에 특정 진동수 이상의 빛을 쪼여주어야 한다. 일반 야광은 형광등의 빛이나 태양빛을 받아도 빛을 방출할 수 있는 물질로 만들어졌다.이런 성질을 가진 야광에 방사성 물질을 함유 시키면 효과가 더욱 커진다. 방사성 원소는 서서히 핵이 붕괴되면 사방으로 방사선을 방출한다. 야광 도료에 미량의 라듐을 섞으면 방사선의 자극에 의해 빛이 장기간 유지된다. 라듐은 방사성 물질로 한때 야광에 소량 첨가해서 사용했다. 하지만 라듐을 취급하던 사람들이 원인불명으로 사망하고, 방사성 물질이 나쁘다는 것을 알고 난 후 부터는 야광에 방사성 물질을 첨가하지 않고 발광이 더 잘되는 물질을 사용한다.
Q. 레이저 온도 측정기의 원리가 궁금해요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.측정하고자 하는 사물에 적외선 레이저 건을 쏘면 온도 수치가 기계에 표시되는데, 사용자는 이를 보고 온도를 알 수 있다. 그런데 사물의 특성과 환경을 고려하지 않고 마음 가는 데로 레이저 건을 쏘아 측정하면 정확한 값을 얻기 힘들다. 왜냐하면 이 제품의 작동원리는 적외선을 쏘아 방출하는 열에너지를 측정하는 것인데 모든 사물마다 열에너지를 방출하는 효율성(방사율)이 각기 다르기 때문이다. 이는 또한 주변의 온도 환경에 영향을 받기도 한다. 그래서 사물의 방사율이 높은 것은 한 번만 측정하여도 정확도가 높은 온도를 측정할 수 있으며, 낮은 것은 2중 3중으로 적외선을 쏘아 측정하여야 정확도가 높은 온도를 측정할 수 있다. 또한 측정 거리에 따라 측정 범위가 달라지므로 적정거리에서 측정하여야 오차범위를 줄일 수 있다. 종합하자면 방사율이 높고 온도가 높은 경우 멀리서(약 1m), 방사율이 낮고 온도가 낮은 경우 가까운 거리(약 30cm)에서 측정해야 정확한 온도값을 얻을 수 있다.
Q. 악어는 어떻게 그렇게 강한 턱힘을 가질 수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.놀라운 사실이 있습니다 악어의 무는 힘은 매우 강하지만 악어의 턱은 놀라울 정도로 예민하다고 합니다. 어느정도로 예민한가 하면 우리의 손끝보다 예민하다고 합니다 갑옷처럼 단단한 가죽을 가진 악어의 턱이 어떻게 그처럼 예민하게 느낄 수 있을까요?악어의 턱에는 수많은 감각 기관이 있습니다 연구가인 덩컨 리치는 악어의 감각 기관을 연구한 후에 이렇게 말했습니다 "악어의 두개골에는 구멍이 있는데 각 구멍에는 신경 말단이 하나씩 나와 있다"바로 이런 구조 때문에 턱에 있는 신경 섬유는 보호받게 되며 어떤 부위는 장비로 측정할 수 없을 정도로 예민합니다. 그 결과 악어는 입에 있는 음식물과 찌꺼기를 구분할 수 있습니다또한 어미 악어는 입에 있는 음식물과 찌꺼기를 구분할 수 있으며 어미 악어는 부화한 지 얼마 안된 아주 어린 악어를 입안에 넣어 옮기면서 실수로 물어 죽이는 일이 없다고 합니다 이러한 강한 힘을 가지고 있으면서 예민한 감각을 지니고 있다니 참으로 놀랍지 않을 수 없네요우리주위에 있는 수 많은 생물들은 독특한 면을 참으로 많이 지니고 있는것 같습니다. 모든 생물이 진화 되었다면 설명하기가 어려운 문제일것 같다는 생각이 드네요
Q. 창문에 물이 맺히는 결로현상?은 왜 생기는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.표면 결로와 내부 결로가 있다. 표면결로는 벽과 배관, 유리면의 표면온도가 낮아지고 표면 부근의 공기 온도가 결로 온도 이하로 되면 발생하는 이슬맺힘 현상을 말한다. 겨울철에 잘 생기는 결로현상은 내부와 외부의 온도 차이 때문에 생기게 된다. 보통 창문에 작은 물방울이 맺히는데, 이 같은 현상을 결로현상이라고 한다. 결로가 생기는 걸 내버려 두면 곰팡이가 생기기 쉽기 때문에 집 안에 결로가 생기지 않도록 미리 방지해야 한다. 곰팡이가 생겨버리면 벽지도 다시 보수해야 하고, 더 문제는 호흡기에도 좋지 않기 때문에 미리미리 결로가 생기지 않도록 방지하는 것이 좋다.