안녕하세요. 오상진 전문가입니다.
생물·생명
Q. 뉴런은 어떤 기능을 수행하며, 뇌에서 어떻게 작동하나요?
뉴런은 중요한 뇌의 기본 구성 요소로, 정보 처리와 전달에 관련된 주요 기능을 수행합니다. 뇌에서는 수억 개 이상의 뉴런이 복잡한 네트워크를 형성하여 다양한 인지, 운동, 감정 등의 작업을 수행합니다. 뉴런의 구조:뉴런은 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.세포체 (Cell Body): 뉴런의 핵과 주요 세포 구조를 포함하며 대부분의 대사 활동이 이곳에서 발생합니다.돈덴드라이트 (Dendrites): 세포체에서 분기하며 다른 뉴런이나 세포로부터 신호를 받는 역할을 합니다.축삭 (Axon): 다른 뉴런이나 세포로 신호를 전달하는 역할을 합니다. 뉴런은 보통 하나의 긴 축삭을 가집니다.뉴런의 기능:뉴런은 전기적 신호와 화학적 신호를 사용하여 정보를 처리하고 전달하는 데 관여합니다. 다음은 뉴런의 주요 기능입니다.신호 수신 (Reception): 다른 뉴런이나 세포로부터 돈덴드라이트를 통해 신호를 받습니다. 이 신호는 화학적인 시냅스 연결을 통해 전달됩니다.정보 통합 (Integration): 뉴런은 수많은 돈덴드라이트로부터 받은 신호를 통합하고, 이 정보를 기반으로 자체적인 활동 임계값을 결정합니다.신호 전달 (Transmission): 활동 임계값이 도달하면 뉴런은 축삭을 통해 전기적 신호인 "액션 포텐셜"을 생성하고 다른 뉴런이나 세포로 신호를 전달합니다.신호 전달 과정:뉴런 간의 신호 전달 과정은 다음과 같이 진행됩니다.시냅스 (Synapse) 연결: 뉴런 간의 연결 부분인 시냅스에서 신호가 전달됩니다. 시냅스는 화학적으로 또는 전기적으로 작용할 수 있습니다.신호 전달: 화학적 시냅스에서는 신호가 신경전달물질(neurotransmitter)을 통해 전달됩니다. 이 신호는 다음 뉴런의 돈덴드라이트로 전달되어 액션 포텐셜을 생성합니다.액션 포텐셜 (Action Potential) 생성: 액션 포텐셜은 전기적인 신호로, 축삭을 따라 빠르게 이동합니다.신호 전달: 액션 포텐셜은 다음 뉴런의 돈덴드라이트로 전달되어 신호가 다시 화학적인 시냅스로 변환되고, 이 과정이 계속됩니다.뉴런의 네트워크를 통해 이러한 신호 전달 과정이 반복되어 복잡한 정보 처리와 의사 결정이 가능해집니다. 이러한 뉴런의 연결과 상호 작용은 인간의 지능과 행동을 형성하며, 뇌의 복잡한 작업을 가능하게 합니다.
전기·전자
Q. 무선충전을 많이 하게되면 밧데리 수명이 줄어든다는데, 이유가 무엇인가요?
무선 충전이 스마트폰 배터리 수명에 영향을 미치는 주된 이유는 열입니다. 무선 충전은 전자기 필드를 통해 에너지를 전달하는 방식으로 작동하며, 이 과정에서 발생하는 열이 배터리에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 배터리는 일반적으로 일정 온도 범위 내에서 가장 효과적으로 작동합니다. 그러나 높은 온도에서는 배터리 성능이 저하되고, 수명이 단축될 수 있습니다. 무선 충전 과정에서 발생하는 열은 이런 문제를 야기할 수 있습니다. 또한, 무선 충전 패드의 위치에 따라 스마트폰이 제대로 정렬되지 않아 효율성이 저하되고 추가적인 열을 생성할 수 있습니다. 하지만 현대의 스마트폰과 충전 장치는 대부분 과열 방지 기능을 갖추고 있어, 적절한 사용과 관리 하에서는 크게 문제가 되지 않을 가능성이 큽니다. 그래도 걱정된다면, 스마트폰 사용 중에 과열을 방지하기 위해 다음 사항들을 고려해볼 수 있습니다.1. 핸드폰 케이스 제거: 몇몇 케이스는 핸드폰의 열 분산을 방해할 수 있으므로 충전 시간 동안 제거하는 것이 좋습니다. 2. 핸드폰 정렬 확인: 핸드폰과 충전 패드가 제대로 정렬되어 있는지 확인하세요. 3. 환경 온도 체크: 너무 더운 환경에서는 가능하면 휴대 전화를 충전하지 마세요. 4. 인증된 제품 사용: 안전 기준을 준수한 인증 받은 제조사의 제품들만 사용하세요. 항상 주요한 것은 모든 전자기기와 마찬가지로 스마트 폰 밧데리도 일정 시간 후에 성능 저하가 시작됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름철 습기가 많으면 불쾌함을 느낍니다.
여름철 습기가 높을 때 불쾌함을 느끼는 이유는 신체의 열 균형을 유지하는 체온조절 과정과 관련이 있습니다. 몇 가지 주요 이유는 다음과 같습니다: 1. 땀의 증발: 여름철 습기가 높으면 우리 몸의 땀이 증발하기 어려워집니다. 몸에서 땀이 제대로 증발되지 못하면 체온을 낮추는 데 필요한 열 소실이 더디어질 수 있습니다. 2. 수분 및 전해질 소실: 과도한 땀으로 인해 체내 수분과 전해질이 급격히 감소할 수 있습니다. 이러한 불균형은 무력감, 두통, 심한 경우 탈수와 같은 불쾌한 증상을 유발할 수 있습니다. 3. 고온 스트레스: 습기와 더위가 결합되면 실내외 공간의 고온 스트레스가 증가합니다. 이로 인해 신체의 온도가 적정 선을 유지하는 데 어려워져 불편함을 느낄 수 있습니다. 4. 활동 능력 저하: 유체 및 전해질 밸런스에 대한 영향과 신체의 스트레스 반응으로 인해 일상 활동을 수행하는 데 어려움이 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 인해 여름철 습기가 높을 때 불쾌감을 느끼게 되는 것입니다. 이런 상황에서는 충분한 수분 섭취, 시원한 바람이 통하는 곳에서의 휴식, 소금 함유량이 낮은 음식 섭취 등을 통해 불쾌감을 완화할 수 있습니다.습도조절을 위한 방법 :: https://bit.ly/3YJLX4t
화학
Q. 사막화 현상을 막기 위해서는 어떤 방법이 있나요?
사막화는 지표면의 토양이 황량한 지역으로 변경되는 현상을 말합니다. 보통 자료에 따르면 지구온난화, 인구 증가, 무분별한 개발 등으로 인해 사막화 현상이 가속화되어 발생하고 있습니다. 사막화의 주요 원인: 1. 기후 변화: 전세계적인 지구온난화로 인해 지역의 강수량이 감소하고, 증기가 빠르게 사라져 버리는 것이 사막화에 큰 영향을 미칩니다. 2. 적절하지 않은 농업 방법: 농지의 과도한 개간, 무분별한 경작 또는 잘못된 경남 방식으로 인한 토양의 침식 가능성 증가. 3. 적절하지 않은 방목: 초지에서 가축을 지나치게 길게 방목하거나, 방치하지 않으면 초목이 피해를 볼 수 있고, 이것이 토양 침식과 함께 사막화를 가속화시킵니다. 4. 수리 자원의 오남용: 수원 개발로 인해 과다한 물 사용으로 지하수가 고갈되어 토양이 건조해지는 현상이 발생합니다. 사막화 방지를 위한 몇 가지 대책: 1. 삼림: 국가 정책을 통해 삼림 경계에 나무를 심기 및 관리하여 식생을 보호하는 방식으로 사막화를 억제합니다. 2. 농업 및 방목 관리: 혁신적인 농업과 방목의 실천으로 사막화를 억제할 방법을 찾아야 합니다. 이는 농업 및 방목 관리, 비료 사용 및 농지 보호 등을 포함합니다. 3. 지속 가능한 수원 관리: 지하수 광산과 가축에 의한 과부화 방지를 돕기 위한 지속 가능한 수리 시스템을 개발하고, 농가 및 국가 물 공급을 테스트해야 할 것입니다.4. 가축 방목지 위생 관리: 질병과 살균을 통해 가축인구를 관리하고, 토양 침식을 최소화하는 방식으로 방목지 위생 관리를 실시합니다. 경각심을 갖고 관심을 가지면, 국가 및 정부 정책의 적극적인 참여와 생태계 복원을 위한 노력을 통해 성공적으로 사막화를 줄일 수 있습니다. 사막화 방지 및 지속 가능한 땅 사용은 모든 분야와 국가에서의 고민이되어야 할 중요한 문제입니다.
생물·생명
Q. 꿀벌이 멸종하면 인류에게 미친다라고 하는데 무슨 연관이 있나요?
꿀벌이 멸종한다면 인류도 영향을 받을 수 있는 여러 가지 문제가 발생할 수 있지만, "4년 내에 인류도 멸종한다"는 주장은 과학적으로 근거가 없는 과장된 주장으로 보입니다. 그러나 꿀벌의 멸종은 식량 공급, 생태계 균형, 경제적 영향 등 여러 측면에서 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.꿀벌은 꽃의 수분을 수분 없이 저장할 수 있는 특성을 가지고 있어 식물들의 수분을 확보하고 꽃을 수분 없이 남겨 두는 역할을 합니다. 이를 통해 꽃이 다시 수분을 재생산할 수 있는 기회를 제공하며, 식물들의 번식과 생장을 도와줍니다. 이와 더불어 꿀벌은 작물의 수분 확보를 통해 작물 생산량을 증가시키는 역할을 하기도 합니다. 따라서 꿀벌의 멸종은 작물 생산에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 이는 인류의 식량 공급에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.또한 꿀벌은 생태계의 중요한 구성원으로서 다양한 생물들의 생태적 상호작용에 영향을 미치기도 합니다. 꿀벌의 멸종은 생태계의 균형을 깨뜨릴 수 있으며, 이로 인해 다른 동식물과 동물들에도 영향을 미칠 수 있습니다.마지막으로 꿀벌의 생태계 기능은 경제적 영향도 미칩니다. 꿀, 밀랍, 꿀벌에 의한 작물 수분 조성 등이 사회경제적 가치를 지니며, 꿀벌의 멸종은 이러한 가치를 위협할 수 있습니다.따라서 꿀벌의 멸종은 인류의 식량 공급, 생태계 균형, 경제적 영향 등 여러 측면에서 심각한 문제를 초래할 수 있으나, "4년 내에 인류도 멸종한다"는 주장은 과학적으로 검증되지 않은 지나친 주장 혹은 표현으로 보입니다
화학
Q. 습관을 만드는데 21일이 걸린다는 이야기는 왜 나온건가요
"21일 습관 형성 이론"은 일종의 가설 혹은 자기계발에서 언급되는 사항으로, 새로운 습관을 형성하기 위해서는 21일간 지속적인 노력이 필요하다고 믿어지는 이론입니다. 하지만 실제로 이러한 주장을 과학적으로 입증하는 강력한 연구 결과는 없는 것으로 알고 있습니다.습관 형성에 필요한 시간은 개개인마다 다를 수 있으며, 습관을 형성하는 데 필요한 기간은 습관의 복잡성, 개인의 성격 및 행동 양식, 목표의 중요성 등 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 실제로 과학적 연구는 습관 형성에 걸리는 시간이 다양하다는 것을 보여주고 있습니다.2009년에 영국 유럽 심장학회에서 발표한 연구는 습관 형성에 걸리는 시간이 18일에서 254일까지 다양하다는 것을 보여주었습니다. 또한 2010년에 영국 로이얼 자연과학 협회에서 발표된 연구는 습관 형성에 필요한 평균 기간이 66일인 것으로 나타났습니다.따라서 습관을 형성하는 데 필요한 정확한 기간은 개인의 특성과 상황에 따라 다를 수 있으며, 간단히 21일로 일반화하기는 어려운 것으로 보입니다. 중요한 것은 지속적인 노력과 의지를 가지고 습관을 형성하려는 노력을 기울이는 것입니다.
화학
Q. 목소리로 유리창을 깨려면 어떻게 해야하나요
목소리로 유리창이 깨지는 현상은 공명 현상에 의해 발생할 수 있습니다. 이는 특정 주파수의 소리 파동이 유리 창과 같은 물체의 고유한 공명 주파수와 일치할 때 일어날 수 있는 현상입니다.일반적으로 유리와 같은 물체는 특정 주파수의 진동에 더 쉽게 반응하거나 공명할 수 있습니다. 소리 파동은 공기 중을 전파하는데, 특정 주파수의 소리 파동이 유리 창과 같은 물체의 공명 주파수와 일치하면, 물체는 그 파동의 진동을 증폭시켜 에너지를 흡수하게 됩니다. 이로 인해 물체가 진동하거나 손상되어 깨어질 수 있습니다.그러나 이러한 현상은 매우 특별한 조건에서 발생할 수 있으며, 대부분의 일반적인 상황에서는 유리창을 목소리로 깨는 것은 어렵거나 불가능할 것입니다. 이러한 현상을 발생시키기 위해서는 정확한 주파수와 진폭, 그리고 유리 창의 물리적 특성 등을 고려해야 합니다.유튜브 영상에서 보신 성악가의 노래에 의해 유리잔이 깨지는 경우에는성악가가 노래를 부르며 유리잔에 일정한 주파수와 진폭으로 소리를 전달하면, 유리잔이 깨질 수 있는 일이 발생할 수 있습니다. 위 말씀 드린 공명현상에 의해서 입니다.성악가가 노래를 부르며 유리잔에 일정한 주파수의 소리를 전달하면, 유리잔의 공명 주파수와 노래의 주파수가 일치할 수 있습니다. 이 때 유리잔은 노래의 진동을 흡수하거나 증폭시켜 크게 진동하게 되어 깨질 수 있습니다.
물리
Q. 물 표면에 떨어지면 골절이 발생하는데 이 원리에 대하여 궁금합니다.
물 표면에 떨어질 때 골절이 발생하는 원리는 물이 고체처럼 작용하여 높은 충격력이 작용하기 때문입니다. 1. 표면장력: 물의 표면에는 분자가 서로 긴밀하게 결합된 상태로 존재하여 일종의 밀도 있는 막을 형성하게 됩니다. 이렇게 형성된 막은 공기-물 경계에서의 표면장력이라고 불리며, 이로 인해 물 표면에 떨어지는 물체에 높은 저항력을 가해 충격이 증가합니다. 2. 유체 역학: 유체의 속도와 항력 및 점성이 충돌 시의 충격력에 영향을 줍니다. 높은 높이에서 떨어지면 그 물체의 속도가 올라가고, 비행 상태에서 물까지 다가가는 동안 점점 가속도가 증가합니다. 이 과정에서 물이 극심한 저항을 발휘해 충격을 배가시키게 됩니다. 3. 충돌 각도와 자세: 사람이 떨어질 때 자세와 각도에 따라 받는 충격력이 달라집니다. 발이나 무릎 같은 부분이 먼저 물에 닿으면 골절 위험이 줄어들지만, 평평한 모습으로 떨어진다면 전체적으로 물의 충격력을 받게 되어 골절이나 다른 부상의 가능성이 높아집니다. 4. 떨어지는 높이: 물 표면에 떨어질 때 높이가 높을수록 착지 시 속도가 증가하여 충격력도 커집니다. 그렇기 때문에 골절 및 부상의 위험이 높아지게 됩니다. 종합적으로, 물 표면에 떨어질 때 골절이 발생하는 원리는 물의 표면장력, 유체 역학, 충돌 각도 및 자세, 높이 등 여러 요인의 복합적 작용에 기인하는 것으로 생각됩니다.
전기·전자
Q. 쇠끼리 부딪히는 소리를 들으면 왜 소름이 끼칠까요?
쇠끼리 부딪히는 소리가 소름돋게 느낄 수 있는 원인은 주로 소리의 특성과 개인의 감각에 대한 감정 반응에 기인합니다. 소리의 높은 주파수와 강력한 진동, 그리고 낯선 환경에서 발생하는 일련의 조합이 뇌에 새로운 혹은 불쾌한 감각 자극을 주기 때문일 수 있습니다. 무엇보다 개인의 청각 경험과 대상 소리에 대한 민감도 차이로 인해 다양한 반응이 나타납니다. 감각에 예민한 사람들은 이러한 소리에 더욱 신경을 쓰며 소름돋는 느낌을 받을 수 있죠. 쇠끼리 부딪히는 소리 외에도 긁히는 소리, 생채기 있는 금속 소리 등 특정 주파수와 진동이 포함된 소리들은 대부분의 사람들에게 소름돋는 느낌을 줄 수 있어요. 결국 소름돋는 느낌을 주는 소리의 원인은 소리의 특성과 개인의 감성, 청각 경험 등 다양한 요소들이 복합적으로 작용하는 결과로 생각됩니다. 추가로... 높은 주파수의 소리가 불편하게 느껴지는 이유는 여러 가지 요소에 기인합니다. 1. 청각 시스템의 생리적 특성: 인간의 청각 시스템은 특정 주파수 범위의 소리에 더 민감하게 반응합니다. 대개 2,000 ~ 5,000 Hz 범위의 소리가 가장 민감한 주파수라고 알려져 있습니다. 높은 주파수의 소리는 이 범위를 넘어서기 때문에 청각 경험이 덜 쾌적하게 느껴지며, 불편함을 유발할 수 있습니다. 2. 소리의 강도와 크기: 높은 주파수의 소리가 크게 들릴수록 인간의 귀에 부담을 주고, 소음에 민감한 사람들은 더욱더 불편하게 느낄 수 있습니다. 특히 지속적으로 높은 음량의 소리를 들을 경우, 귀가 피로하게 되고 청력 손상의 위험이 있습니다. 3. 높은 주파수 소리의 낙천성: 높은 주파수의 소리는 자연 환경에서 보통 위협적이거나 자주 발생하지 않는 소리로 인식됩니다. 그 점 때문에 우리의 뇌는 경고 및 연계 반응으로 부정적 감정을 일으킬 수 있는 경향이 있는데, 이는 소름 돋는 느낌이나 불편함을 가져올 수 있습니다.4. 개인별 감각 차이: 사람마다 민감도와 선호도가 다르기 때문에 자신만의 높은 주파수 소리에 대한 반응이 있을 수 있습니다. 이는 선천적인 특징이나 청각 경험, 선호도에 영향을 받을 수 있습니다. 높은 주파수의 소리가 불편하게 느껴지는 이유는 생물학적, 심리학적 그리고 환경적 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다.