안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 물건에 붙어 있는 바코드는 어떤 원리로 인식을 하는지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바코드(barcode)는 검은색 막대(bar)와 흰색 공백(space)을 조합하여 문자와 숫자 등을 표현함으로써 데이터를 빠르게 입력할 수 있도록 만든 장치이다.바코드를 이용하면 물건값을 일일이 입력할 필요가 없어 시간을 절약할 수 있을 뿐 아니라 판매량과 금액 등의 정보를 신속하고 정확하게 집계하기 때문에 관리와 유통 업무를 효율적으로 처리할 수 있다.스캐너로 바코드를 읽으면 검은색 막대는 대부분의 빛을 흡수하여 적은 양의 빛을 반사하고, 반대로 흰색 공백은 많은 양의 빛을 반사한다.포토센서는 이러한 반사율의 차이를 아날로그인 전기 신호로 바꾸고 다시 이를 디지털인 0과 1, 즉 이진법의 수로 나타낸다.마지막으로 0과 1의 조합에 따라 0부터 9까지의 십진법의 수를 알아낸다.바코드에 있는 정보를 읽어내는 시스템에는 스캐너, 디코더 및 컴퓨터가 포함되어 있다. 스캐너에는 레이저 빛을 쏘는 부분과 빛을 검출하는 부분이 있다. 바코드에 빛을 쏘면(①) 검은 막대 부분은 적은 양의 빛을 반사하고, 흰 부분은 많은 양의 빛을 반사한다.(②) 스캐너는 반사된 빛을 검출하여 전기적 신호로 번역되어 이진수 0과 1로 바뀌어 진다.(③④⑤) 이는 다시 문자와 숫자로 해석되어진다.(⑥) 이는 디코더에 의해 컴퓨터가 바코드를 수집할 수 있는 형태로 변환한 뒤에 호스트컴퓨터로 데이터를 전송하게 된다.
Q. 고급승용차 등에 고급휘발유만을 사용하는 이유는 무엇 때문인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.옥탄가가 높은 연료를 기준으로 엔진을 설계하면, 압축비가 높아도 노킹 현상이 나지않고 높은 압축비로 연료가 완전연소가 되어 엔진이 실린더 용량 대비 더 높은 출력와 연료 효율을 낼 수 있다. 반대로 옥탄가가 낮은 연료를 쓰도록 하려면 압축비를 낮게 설계하면 되지만 엔진 출력도 줄어든다.자동차 제조사의 엔진 설계에 따라, 일반적인 차량들은 주유소에서 판매하는 일반 휘발유 옥탄가를 기준으로 설계되어 일반휘발유를 넣어도 되지만, 고성능 차량의 엔진들은 고옥탄가 휘발유를 요구하는 경우가 많다. 엔진이 요구하는 옥탄가보다 낮은 옥탄가의 휘발유를 쓰면 노킹이 일어날 확률이 매우 높아진다. 자동차 제조사는 노킹방지컨트롤 기술로 엔진을 보호하고 있다. 노킹이 발생하면 엔진에 부착된 감지센서(압전센서)가 노킹의 충격파를 감지하고 전기신호로 바꾸어 ECU에 전달하면 ECU는 엔진 점화시기를 늦춰(지각, Delay) 실린더 내 폭발압력을 감소시킨다.[5] 이에 따라 엔진 출력이 저하되지만 노킹을 방지할 수 있게된다. 점화시기를 최대한 지각시켰음에도 계속 노킹이 일어나 오랜 시간 누적되면 엔진에 손상을 줄 수 있다. 따라서 대부분의 자동차제조사는 엔진 안전성을 위해 허용하는 휘발유의 최저 옥탄가 수치를 주유구나 매뉴얼에 명시하고 있다.
Q. 전자기유도 과정의 순서는 중요하지 않나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.변하는 자기장이 도선에 전류를 유도한다는 것이 전자기유도법칙이다. 도선 주위에 변화하는 자기장을 만들어 내는 것은 생각보다 간단하다. 도선 주위에서 자석을 움직이거나 자석 주위에서 도선을 움직이기만 하면 변화하는 자기장이 만들어지기 때문이다. 따라서 이제 전류를 만들어 내기 위해서는 도선 주위에서 자석(또는 전자석)을 움직이거나 자석을 그냥 두고 도선을 움직이기만 하면 된다. 실제로 사용되는 발전기에서는 커다란 코일 뭉치(도선)을 만들어 놓고 그 가운데서 강한 자석을 빠른 속도로 회전시키거나 반대로 강한 전자석을 만들어 놓고 그 가운데서 코일을 돌린다.자석이나 코일을 돌리는데 필요한 동력을 얻는 방법에 따라 수력발전, 화력발전, 원자력 발전 등으로 구분하지만 발전의 원리는 모두 같다.전자기 유도에 의해 흐르는 전류의 방향은 자기장이 변화하는 방향에 의해 결정된다. 변하는 자기장에 의해서 만들어지는 전류의 방향을 결정하는 법칙을 렌츠의 법칙 또는 청개구리의 법칙이라고 부른다. 전자기 유도에 발생하는 전류의 방향을 정하는 법칙을 청개구리 법칙이라고도 하는 이유는 유도된 전류의 방향이 항상 전류나 자기장의 변화를 방해하는 방향이기 때문이다.
Q. 샴푸의 세척작용은 화학적인 반응인지요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.샴푸, 세제, 비누, 치약 모두 동일한 방식으로 세정을 합니다. 내부에 계면활성제가 들어 있어서 이것이 세정할 대상의 경계면을 약화시켜 박리시킵니다.
Q. 과학의 한 분류 중 생명공학에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.생명 윤리학은 삶의 경계에 관한 광범위한 논의를 다루었는데, 그것은 종교적으로 문화적으로 거부할 수 있는 삶의 경계, 대리모, 할당된 건강 자원의 할당에 관한 것이다. 그들은 종종 그들 자신의 정확한 한계에 대해 동의하지 않는다. 그들은 그 분야가 그 자체에 관계되어야 하는지 그리고 생물학과 의학에 관련된 모든 질문들에 대한 윤리적 평가에 대해서 논쟁을 벌인다. 일부 의학자들은 윤리적인 평가나 기술 혁신의 도덕적인 면에 대해서만 윤리적인 평가를 내릴 것이며, 의학적 치료법의 적절한 때를 고려할 것이다. 다른 이들은 윤리적인 평가의 범위를 넓히고, 두려움을 느낄 수 있는 모든 행동의 도덕성을 해치는 도덕성의 도덕성을 포함시킬 것이다. 생명윤리학의 범위는 생명 공학, 유전자 요법, 생명 연장, 인간 유전 공학, 생명 공학 등 생명 공학의 범위를 넓혀 나갈 수 있다. 이러한 발달은 미래의 발달에 영향을 미칠 것이며 생명 윤리와 생명체의 기본적인 생물학적 과정과 같은 생명의 기본적인 생물학적 과정과 같은 생명을 다루는 새로운 원리들을 요구할 것이다.1.매머드 복원시베리아 영구 동토층이 녹으면서 매머드의 화석이 자주 발견되기 시작했는데 개중에는 상태가 아주 양호한 것도 있고 살이 붙어있는 것도 있어서 dna를 확보하기 용이해졌습니다.그래서 그것을 아시아코끼리에게 착상시켜 매머드를 복원시키겠다는 취지의 실험인데 고대 생물을 현대에 부활시켜도 되나, 부활시킨 생물을 어떻게 취급하냐에 대한 윤리 문제로 말이 많습니다.2.치키노사우루스새는 공룡입니다. 이에 새의 원시적인 모습을 보고자 배아 발생 과정에서 자극을 주어 공룡스러운 특징을 나타나게 했습니다. 꼬리와 이빨이 생기게 되는데, 공룡을 만들어보자는 목적을 가진 프로젝트가 계획되었으나 윤리 문제로 중단되었습니다.3.인간 돼지 인간의 줄기세포를 돼지 배아에 이식하여 탄생한 잡종 돼지를 통해 장기 기증을 용이하게 하자는 취지의 프로젝트입니다. 당연하다면 당연하지만 윤리적 문제에 대한 논란이 심합니다. 윤리적 문제로 탄생한 배아는 4주차에 폐기하여 더 이상 자라게 하지 못하게 했는데, 인간 세포가 뇌에는 영향을 미치지 않았다 들었습니다.