안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 순금과 백금은 같은 종류인지요 아니면 전혀 다른 것인지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.백금:백금은 플래티늄이라고 하며 99.99%의 백금으로는 제품의 성형이 어려워 다른 합금과 같이합금하되 PT 500 또는 PT 900으로 표시합니다.순금:다른 금속이 섞이지 아니한 순수한 금. ≒본금(本金)·정금(正金)·진금(眞金).물리적으로는 황금색을 띠는 대표적인 금속으로 연성즉 늘어나는 성질이 우수한 금속으로 보통장식품으로 많이 이용되고 있읍니다.전기 및 열의 전도도가 우수하며 공기중이나 물에 변하지 않는 성질이 있읍니다.전혀 다른 물질입니다
Q. 과학에서 양자역학이라는게 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.벌써 양자역학에 관심을 가진 것도 그렇지만 상대성 이론을 공부하고 있다니 대단합니다.위에 설명은 했지만 사실 양자역학은 우리 눈으로 보이지 않고 우리가 경험하지 못하는 미시세계의 현상을 주로 설명하므로 이해가 잘 안되는 것이 정상이라고 생각됩니다. 따라서 양자역학을 설명하는 언어는 인간의 경험이 아닌 수학적인 언어를 통해 보다 명확하게 설명할 수 있다 하겠습니다. 제가 공부한 범위내에서 설명드리겠습니다.양자역학은 물리학의 한 분야로서, 아주 작은 입자나 원자 등의 물질과 그와 상호작용하는 전자, 광자 등의 입자들을 다룹니다. 이론적으로 양자역학은 원자나 입자의 행동을 설명하는 것으로 시작되었으나, 현재는 아원자 입자뿐아니라 거대분자에서도 양자현상이 입증되었으므로 다양한 분야에서 적용되고 있습니다. 양자역학에서 가장 중요한 개념 중 하나는 '파동-입자 이중성(duality)' 입니다. 양자입자는 동시에 입자적인 특성과 파동적인 특성을 가지며, 이러한 이중성은 양자역학의 여러 현상을 설명하는 핵심 개념입니다.또한, 양자역학에서는 에너지와 운동량이 불확정성 원리(uncertainty principle)에 따라 정확하게 측정될 수 없으며, 또한 측정하는 방법에 따라 값이 달라질 수 있습니다.즉, 양자역학에서는 불확정성 원리(uncertainty principle)에 따라 양자입자의 상태를 측정할 때, 언제나 측정 결과가 확률적으로 결정된다는 것이 제시됩니다. 이는 양자입자가 동시에 파동적인 성질과 입자적인 성질을 가지고 있기 때문에 발생합니다.양자역학에서 가장 중요한 수학적 도구는 '상태 벡터(state vector)'입니다. 상태 벡터는 시간이 지남에 따라 양자입자의 상태가 어떻게 변화하는지를 설명하며, 시간이 지남에 따라 상태 벡터는 '슈뢰딩거 방정식(Schrodinger equation)'에 따라 변화합니다.양자역학의 다른 중요한 개념 중 하나는 '중첩 상태(superposition)' 입니다. 중첩 상태란, 양자입자가 두 가지 이상의 상태를 동시에 가지는 상태를 말합니다. 예를 들어, 양자입자가 동시에 위쪽과 아래쪽을 가리키는 중첩 상태를 가질 수 있습니다.마지막으로, 양자역학은 여러 분야에서 적용되고 있습니다. 양자역학은 컴퓨팅 분야에서 양자컴퓨터를 만드는 데 사용되며, 양자 역학 기반의 센서는 더욱 정밀한 측정을 가능하게 합니다. 또한 양자역학은 물리학 뿐만 아니라 화학, 생물학 등 다양한 분야에서도 활용되고 있습니다.
Q. 소나기 비구름은 어떻게 만들어 지는 건지 궁굼합니다
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지표면의 물이 증발( 기화 ) 되어 상승하면서 단열 팽창을 하다가 일정한 고도(상승응결고도) 에 이르게 될때구름이 생성되게 됩니다 구름의 종류는 모양과 높이에 따라 정해지는데 10종류정도잇다고 보시면되요 종류는 다쓰기에는 시간이 많이걸리기 때문에 퍼오겠습니다 상층운상층운은 높이 6,000m 이상에서 만들어지는 구름으로 구름을 이루는 구름방울들이 얼음으로 만들어져 있다. 그러므로 햇빛이 비칠경우 투과되어 그림자가 생기지 않고 밤에도 별빛이나 달빛을 볼 수 있다. 상층운의 종류는 3가지가 있으며 각각의 특성은 다음과 같다.권운(Cirrus. Ci)상층운 중 가장 많이 나타나며, 하얀선이나 띠의 형태를 이루기도 하고, 서로 엉키어 덩어리가 된 얇고 흰 구름이며, 새털구름이라 한다. 우리 나라에서는 가을철에 자주 볼 수 있다. 자세히 보면 털과 같은 모양이 있는 것도 있고 그렇지 않은 것도 있다. 섬유상의 구조를 띠고 있다. 구름을 이루는 구름방울은 모두 빙정으로 되어 있으며 때때로 무리가 나타나지만 구름 폭이 좁기 때문에 무리가 원이 되지는 않는다.권적운(Cirrocumulus, Cc)많은 구름조각이 작은 돌을 깔아 나열한 듯 하기도 하고 잔물결 모양을 나타내기도 하고, 마치 생선비늘 모양으로 보일 때도 있는 얇고 흰 구름이다. 이 구름을 구성하고 있는 구름방울은 모두 빙정으로 되어 있으며, 하늘의 대부분을 덮을 정도로 많이 퍼져 있어 털쌘구름이라 부르기도 한다. 렌즈모양을 띠기도 하고 아주 작은 탑과 같은 모양의 구름덩어리가 줄지어 있거나 구름 조각이 소 젖과 같은 모양으로 된 것도 있다. 권적운이 끼면 광관이나 채운이 보이는 경우도 있다.권층운(Cirrostratus, Cs)푸른 하늘을 하얀 면사포를 씌워 놓은 것 같은 얇고 흰 구름으로 새털이 층을 지어 보인다고 하여 털층구름이라고도 하며, 균일한 막 같이 보이는 경우도 있다. 이 구름 역시 빙정으로 되어 있으며, 수증기량이 적은 높은 하늘에 나타나므로 구름의 두께가(양이) 두껍지 (많지) 못하다.또한 이 구름은 얇으므로 태양고도가 낮을 때 외에는 지면 등에 그림자가 생기지 않으며, 이 구름이 태양이나 달을 가렸을 때 햇무리 또는 달무리가 나타난다. 이런 무리는 얼음결정(빙정)에 입사한 빛의 굴절 및 반사에 의하여 생기며, 그 시반경은 약 22˚이고 무지개처럼 선명하지는 않지만 몇가지의 색으로 채색되기도 하는데 이때 안쪽이 붉은 색이 된다.일반적으로 권층운은 온난전선 전방에 나타나므로 강수구역의 접근을 뜻한다. 옛부터 '무리가 생기면 비가 온다.' 라는 일기 속담의 기상학적 타당성을 보여주는 한 예로 설명되기도 한다.중층운높이 2,000 m 이상에서 6,000 m 미만의 사이에서 형성되는 구름으로 빙정과 물방울이 같이 존재하는 곳으로 햇빛이 투과 굴절하기도 하고 부름을 이루고 있는 물방울의 양이 많아질 경우 빛이 반사되어 반대편에 그림자가 생기기도 한다. 그러므로 구름의 상부는 햇빛을 받아 하얗지만 구름의 아랫부분(하부 또는 기저라 한다)은 어두운 색을 나타내기도 한다. 중층운에는 두가지가 있는데 고적운과 고층운이다.고적운(Altocumulus, Ac)엷은 회색을 띠며, 평행한 파형이나 롤의 형태를 가지기도 하며, 권적운보다는 큰 구름덩어리로 배열되어 마치 양떼처럼 보이기도 한다. 이 구름은 거의 수적으로 이루어져 있다. 고적운의 엷은 부분에는 광관이나 채운이 잘 보인다. 고적운과 권적운은 구름의 형태, 색, 나열방법 등이 아주 비슷하므로 실제 관측할 때 구별하기가 어렵다. 편의상 운편의 겉보기 각도로 구별하기도 한다. 즉 겉보기 각도가 1˚미만이면 권적운, 1˚이상 5˚미만이면 고적운으로 관측하기도 한다.고층운(Altostratus, As)무늬가 있는 회색 또는 연한 암회색의 커턴(차일)과 같이 하늘을 덮고 있는 구름으로 높층구름이라고도 한다. 이런한 구름 중 엷은 것은 짙은 권층운과 거의 비슷한 겉모습을 갖는다.이 구름은 몇 백km에 걸쳐 하늘 전체를 덮고 있는 경우가 많으며, 이 구름의 두꺼운 부분을 통해서는 태양을 볼 수 없으나, 엷은 부분에서는 마치 젖빛 유리를 통해 보는 것과 같이 희미하게 태양이 보이지만 햇무리는 나타나지 않는다. 이 구름에서는 비나 눈이 내리는 경우가 있다. 엷은 고층운은 두꺼운 권층운과 구별하기가 어렵다.일반적으로 권층운 구름을 통해 태양의 윤곽을 알 수 있으며, 낮에는 지물 등의 그림자가 생긴다. 이에 비해 고층운에서는 젖빛 유리를 통해 태양을 보듯이 태양이 희미하며, 낮 동안에 물체의 그림자가 생기지 않는다. 권층운에서는 무리가 생기지만 고층운에서는 무리가 생기지 않는다.하층운하층운은 지상에서 높이 2,000 m 이내에서 운저(구름의 아랫부분, 구름의 기저)를 두고 있는 물방울로 구성된 구름이다. 공기의 수직운동이 강할 경우는 구름의 키가 커 아주 높은 고도에까지 올라갈 수 있다. 이 경우 구름의 높이가 중층운과 상층운의 높이까지 올라가지만 구름의 기저가 2,000m 이내에 있기 때문에 하층운으로 분류되어진다.난층운(Nimbostratus, Ns)암회색을 띠며, 비 또는 눈을 동반한다. 이 구름은 보통 하늘 전체를 덮으며, 두꺼워서 태양을 가린다. 이 구름방울은 대체로 물방울으로 되어 있으나, 높은 고도에 있는 경우 빙정으로 되어 있으며, 우적(빗방울) 또는 설편(눈 조각)을 포함하고 있는 경우도 있다.비 또는 눈을 동반하므로 구름의 밑 부분은 혼란된 형태를 하고 있으며, 운저 밑에는 조각 구름이 생기는 일이 많다. 이 조각 구름은 층운의 일종인데, 넓은 범위를 덮고 있을 때 난층운의 기저(아랫부분)로 잘못 보기도 한다.또한 이 구름은 두꺼운 고층운으로 착각하기 쉽다. 이 경우 구름을 통해 태양이 희미하게 보이는 경우에는 고층운으로 관측하며, 운저가 혼란되어 있는지의 여부도 구름 구별에 도움을 준다. 야간에 양자의 구별이 어려울 경우 편의상 강수 유무에 따라 구별한다.층적운(Stratocumulus, Sc)구름사이로 푸른 하늘이 보이고 큼직한 구름덩어리들이 열을 지어 나타나기도 하고 둘둘 말린 모양이나, 파상으로 나타나기도 한다. 외형은 고적운과 비슷하지만 색은 고적운보다 진한 회색이다. 구름은 대부분 수적으로 되어 있으나 드물게 비나 눈을 포함하는 경우도 있다. 이 구름은 하늘의 대부분을 덮을 정도로 넓게 퍼져있는 경우도 많다. 아주 드물기는 하나 이 구름은 약한 비, 눈, 싸락눈을 동반하는 경우가 있으며, 구름 두께가 얇을 경우 광관이나 채운이 관측되기도 한다. 이 구름은 그 형태나 나열방법이 고적운과 아주 비슷해서 구별하기가 어렵다. 편의상 기상관측에서는 구름 조각의 크기의 겉보기 각도가 5˚ 미만이면 고적운, 5˚이상이면 층적운으로 관측한다.층운(Stratus, St)대부분 균일한 운저를 갖는 회색의 구름으로 안개비, 가는 얼음, 가루눈이 내리는 경우가 있다. 이 구름은 안개비 비슷하지만 지면에 접해 있지 않는 점이 다르다. 이 구름은 거의 수적으로 되어 있으며, 저온에서는 빙정을 포함하기도 한다.수직운하층운에 속하는 구름의 종류이나 구름이 높이 발달하여 대류권계면(지상 11 km 상공)까지 발달하기도 한다. 이와같이 구름의 하부는 하층운에 속하나 구름의 꼭대기가 높은 고도에까지 발달하는 구름을 수직운이라 한다. 주로 물방울로 구성되며 키가 큰 구름의 경우 물방울과 빙정, 빙정만으로 구성되기도 한다. 한 여름철에 소나기를 내리며 우박이 떨어지는 이유도 높은 키를 가진 구름이 물방울뿐아니라 많은 양의 빙정을 가지고 있기 때문이다. 이 경우는 특히 공기의 수직운동이 강할 때 나타난다.적운(Cumulus, Cu)연직으로 구름이 부풀어 올라 둥근 언덕이나 탑과 같은 형태를 띠고 있다. 태양에 비추어진 부분은 희게 빛나고 있지만 구름의 하부(운저, cloud base)는 약간 어둡고 거의 수평이다. 이 구름은 거의 수적으로 되어 있으며, 일반적으로 비는 내리지 않는다.이 구름은 태양복사에 의해 지면이 가열될 때, 또는 따뜻한 지표면이나 수표면 위로 차가운 공기가 지나면서 지표면이나 수면에 닿는 공기층의 아랫부분이 따뜻해질 경우, 공기의 수직운동에 의해 생긴다.맑은날 낮에 지표면이 태양에 의해 데워지므로서 따뜻한 공기가 수직운동을 하게되는데 이를 대류(convection)현상이라 하며 이 대류현상으로 생성되는 적운을 호천적운이라 한다. 또 적운의 일부가 갈라져 나무 토막같은 구름을 편적운이라고 한다. 적운이 크게 발달하여 배추모양을 갖게되는 경우 웅대적운이라고한다. 이 구름은 여름철에 태풍에 다가올 경우 우리나라에 많은 양의 비를 내리게 되는데 이 구름이 대부분 웅대적운에 해당한다.#비행운비행기가 지나간 흔적을 볼 수 있는 구름이다. 이것은 비행기의 엔진에서 배출되는 배기가스에 있는 수증기가 차가운 공기중에서 응결하여 구름이 형성된 것으로 높은 하늘을 비행기가 날 경우 발생한다. 그러나 이 구름은 수증기량이 그리 많지 않기때문에 조금만 지나면 하늘에서 사라지게 된다.
Q. 식물이 광합성을 하는과정이 궁금합니다
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.광합성은 식물이 빛을 이용하여 양분을 스스로 만드는 과정으로, 물과 이산화탄소를 재료로 포도당과 산소를 생성한다. 여기서 포도당은 녹말의 형태로 저장하고 산소는 배출한다. 이 반응식을 거꾸로 돌리면 세포호흡이 된다. 단, 고에너지에서 저에너지로 가는 세포호흡에 비해 광합성은 저에너지 물질인 이산화탄소, 물을 이용해 고에너지 물질인 포도당을 합성해야 하기 때문에 세포호흡에 비해 훨씬 복잡하다지구온난화의 주요 원인물질은 이산화탄소와 메탄가스입니다.광합성을 하면 식물이 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 녹말로 저장하며 성장하므로 대기 중의 이산화탄소 농도를 감소시키기 때문에 지구온난화가 완화 될 수 있습니다.식물을 심어 온난화 감소 그래프나 벌목으로 인한 지구 온난화가 가속되었다는 그래프나 논문은 찿지 못했습니다. 그런 논문은 서로 상관 관계를 입증하기 어렵기 때문에 논문을 쓸 수 없습니다.나무를 심어서 지구온난화가 감소 되었다는것을 증명하기 위해서 수십년 나무를 키워야하고 지구온난화가 완화 되었다는 데이터를 얻는다 해도 그 원인이 나무를 심어서 그렇다고 할 수 없기 때문입니다. 벌목도 마찬가지 입니다.
Q. 아주 옛날부터 지금까지 살아온 생물은 어떤것이 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.스트로마톨라이트 라는 생물입니다. 쉽게 말하자면 이끼비슷한 종류고요 자세한 내용은 지구 대기행 (KBS 에서 제작) 을 보심면 알 수 있습니다.