안녕하세요~과학전문가 조인철입니다.
전기·전자
Q. 영상이 송출되는 원리는 어떻게 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.TV 영상이 송출되는 원리는 다음과 같습니다.촬영: TV 영상은 카메라 또는 비디오 카메라를 사용하여 촬영합니다.압축: 촬영된 영상은 디지털 신호로 변환되고 압축됩니다. 이는 전송 시간과 대역폭을 줄일 수 있습니다.송출: 압축된 디지털 신호는 무선 또는 유선 방식을 사용하여 TV 수신기에 전송됩니다.수신: TV 수신기는 전송된 디지털 신호를 받아들여 TV 화면에 영상을 표시합니다.TV 화질이 개선되는 원리는 크게 다음과 같습니다.해상도 개선: TV 화면에 표시되는 화소의 수가 늘어나면서 화질이 개선되었습니다. 초기 TV는 480p 정도의 해상도를 가지고 있었지만, 현재 대부분의 TV는 Full HD 이상의 고해상도를 지원하고 있습니다.색재현 기술 개선: 초기 TV는 색감 표현이 제한적이었습니다. 하지만 색재현 기술의 발전으로 색감 표현이 더욱 생생하게 표현될 수 있게 되었습니다.밝기 개선: TV의 밝기가 개선되면서 명암대비와 색감 표현이 더욱 선명해졌습니다.비디오 코덱 기술 발전: 비디오 코덱 기술은 영상을 압축하여 전송할 수 있도록 해주는 기술입니다. 초기 TV는 MPEG-2와 같은 압축 기술을 사용했지만, 최근에는 HEVC나 AV1과 같은 고압축 기술이 개발되면서 고화질 영상을 더욱 효율적으로 전송할 수 있게 되었습니다.LED 백라이트 기술의 발전: LED 백라이트 기술은 TV 화면의 밝기와 명암 대비를 개선해줍니다. 이 기술이 도입되면서 TV 화면의 밝기와 명암 대비가 더욱 개선되었습니다.
전기·전자
Q. 형광등은 왜 깜박거리는 걸까요?
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.형광등이 깜박이는 이유는 보통 다음과 같습니다.전구가 고장났을 때: 형광등의 전구가 고장이 나면 깜박이는 현상이 발생할 수 있습니다.전원이 불안정할 때: 전원이 불안정하게 공급되면 형광등도 깜박이는 현상이 발생할 수 있습니다.노후: 형광등이 오래 사용되면서 노후가 되면 깜박이는 현상이 발생할 수 있습니다.따라서, 형광등이 깜박이는 이유는 다양합니다. 형광등이 깜박이는 경우에는 전구를 교체하거나 전원이 안정적인 곳으로 이동시키는 등의 조치를 취해 볼 수 있습니다.
화학
Q. 비는어떻게오게되는지궁금하네요?
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.비는 수증기가 대기 중에서 응축되어 물방울이나 얼음 결정으로 변화한 후 지상으로 떨어지는 현상입니다. 비가 오는 원인은 대기 중에 수증기가 응축되어 물방울이나 얼음 결정으로 변화한 후 지상으로 떨어지기 때문입니다. 이러한 과정은 대기 중의 수증기 양, 온도, 압력 등에 따라 결정됩니다. 수증기 농도가 높거나 대기가 불안정한 경우에는 강한 비를 초래할 수 있습니다.또한, 기온이 낮아지면 물방울 대신 얼음 결정으로 응축되어 눈으로 내리기도 합니다. 이러한 과정은 대기 중의 수증기 양, 온도, 압력, 고도 등의 조건에 따라 결정됩니다.
화학
Q. 헬륨가스의 목소리가 변하는 원리와 위험성
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.헬륨 가스를 마시면 목소리가 매우 높아지는 것은 헬륨 분자가 목소리를 만드는 기관인 성대 주위를 지나가면서 음성의 높이를 높여주기 때문입니다. 이는 헬륨 분자의 질량이 공기 분자보다 더 가볍기 때문에 발생합니다.하지만, 헬륨 가스를 직접 마시는 것은 매우 위험합니다. 헬륨 가스는 무색, 무취이며, 인체에 무해해 보이지만, 고농도로 노출되면 산소 대신 헬륨 가스를 흡입하기 때문에 호흡 곤란, 혼수, 심지어 사망에 이르는 위험이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 안개의 만들어지는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.안개는 대기 중에 수증기가 많아져서 공기 중의 수증기 농도가 포화 상태에 이르면 발생합니다. 대기 중의 수증기 농도는 온도와 대기 중의 수증기 양에 따라 결정됩니다.일반적으로, 수증기 농도가 일정 값을 넘으면 불투명한 안개가 발생합니다. 바다나 호수 위에서 물이 수증기를 방출하면 미세한 물방울이 공기 중에서 부유하면서 안개가 발생합니다. 또한, 대기 중의 먼지나 스모그 등의 미세 입자가 많을 경우에도 안개가 발생할 수 있습니다.안개는 일반적으로 대기 중의 수증기 농도가 높아져서 발생하지만, 그 원리는 증기압이 이슬점보다 높을 때 공기 중의 수증기가 불투명한 미세 입자로 응축될 때 발생합니다. 이러한 안개를 응결 안개라고 합니다.또한, 대기 중의 수증기 농도가 높아져서 발생하는 안개는 대기 중의 수증기 농도가 낮아져서 사라지기도 합니다. 이러한 안개를 증발 안개라고 합니다.안개가 자주 생기는 지역은 일반적으로 다음과 같은 원인이 있습니다.해안 지역: 해안 지역은 바다의 수증기가 공기 중에 많아져서 안개가 발생하기 쉽습니다.산악 지역: 산악 지역은 고도가 높아서 공기가 상승하면서 냉각되어 수증기가 응축되기 쉬우므로 안개가 발생할 확률이 높습니다.강 유역: 강 유역은 강에서 수증기가 발생하기 때문에 안개가 자주 발생합니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍과 허리케인은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.태풍과 허리케인은 기상현상의 일종으로, 서로 비슷한 형태와 원리를 가지고 있지만 발생하는 지역과 이름, 강도 등에서 차이가 있습니다.태풍은 태평양 지역에서 발생하는 열대 저기압 기상현상으로, 중국어 태풍이라는 단어에서 유래되었습니다. 태풍은 열대 저기압이 발생한 후 서서히 강해지면서 회전하며, 이때 회전하는 방향은 북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향입니다. 태풍의 강도는 폭풍, 대폭풍, 강도 1~5의 5단계로 나누어지며, 강도가 높아질수록 바람의 세기와 강도가 강해집니다.허리케인은 대서양과 인도양에서 발생하는 열대 저기압 기상현상으로, 태풍과 유사한 원리로 발생합니다. 다만, 허리케인은 북서 인근 해역에서 발생하며, 북대서양에서는 시계 방향으로, 남반구에서는 반시계 방향으로 회전합니다. 허리케인의 강도는 태풍과 동일하게 폭풍, 대폭풍, 강도 1~5의 5단계로 나누어집니다.추가로, 토네이도는 대기 중의 불안정한 기운이 지표면과 만나면서 발생합니다. 토네이도는 북미 지역에서 자주 발생하며, 회전하지 않고 직선적으로 이동합니다. 강도는 EF0 ~ EF5의 6단계로 구분됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 등대 불빛의 원리를 알고 싶어요.
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.등대 불빛이 멀리까지 가는 이유는 빛의 특성과 렌즈, 반사판 등의 광학 장치를 이용하여 빛을 집중시키고, 전달하면서 에너지 손실을 최소화하기 때문입니다.빛은 전자기파 중 하나로, 공기와 같은 매질에서는 초당 약 30만 킬로미터의 속도로 직진합니다. 이러한 빛의 특성을 이용하여, 등대에서 발산되는 빛은 직진하면서도 렌즈와 반사판 등의 광학 장치를 이용하여 집중시켜 방사형으로 발산됩니다. 이렇게 집중된 빛은 멀리까지 도달할 수 있어 선박이나 비행기 등의 운송수단이 안전한 항로를 인지할 수 있습니다.또한, 광학 장치를 이용하여 불빛을 집중시키면서 전달하면서 발생하는 에너지 손실을 최소화하기 위해, 등대에서는 불빛을 발산할 때 고출력의 전구나 LED를 사용합니다. 고출력의 전구나 LED는 더욱 밝은 빛을 발산할 수 있어, 더 멀리까지 불빛이 전달될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 산의 높이는 어떻게 측정할 수 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.산의 높이를 측정하는 방법은 여러가지가 있지만, 가장 일반적인 방법은 산 정상과 주변 지점의 고도를 측정하는 것입니다.산 정상의 고도 측정: 산 정상에서 GPS 수신기를 사용하여 고도를 측정할 수 있습니다. 이 방법은 정확하지만, GPS의 정확도는 기상 조건이나 지형에 따라 달라질 수 있습니다.산 정상과 주변 지점의 고도 차이 측정: 산의 높이는 산 정상과 기준점(해수면 또는 다른 고도가 이미 측정된 지점) 사이의 고도 차이로 계산됩니다. 이를 위해서는 정확한 기준점과 산 정상의 고도를 측정해야 합니다. 이 방법은 산의 높이를 측정하는 가장 일반적인 방법입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비 올 때 물이 맺히지 않아 잘 보이는 자동차 방수 코팅의 원리는?
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.자동차 방수 코팅은 주로 실리콘, 폴리우레탄, 나노 세라믹 등의 재료로 만들어진 막으로 자동차 외부에 코팅하는 것입니다. 이를 통해 자동차 외부에 물, 먼지, 오염물질 등이 닿아도 특정 기간 동안은 침투하지 않고 미끄러져 나가게 됩니다. 이러한 방식으로 자동차 외부에 접촉한 수분이 외부로 배출되면서 자동차의 표면을 보호하게 됩니다.자동차 방수 코팅의 원리는 대개 하이드로포빅 효과를 이용합니다. 하이드로포빅 효과란, 표면에 물방울이 집적되어 미끄러져 나가지 않고 표면 상에서 구슬 모양을 이루는 효과를 말합니다. 이 효과는 막의 표면에 나노 레벨의 구조를 형성하여 물방울이 표면에 닿았을 때 표면의 에너지가 물보다 작아져 물방울이 보다 낮은 표면 에너지를 가진 자동차 코팅 막으로 미끄러져 나가게 됩니다.
토목공학
Q. 벽에 붙이는 빨판은 어떤 원리로 안떨어지는 건가요?
안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.벽에 붙는 빨판의 원리는 마찰력입니다. 빨판은 일반적으로 유기재료로 되어 있으며, 그 표면은 거칠게 만들어져 있습니다. 이렇게 거칠게 만들어진 표면은 벽면과 마찰력을 만들어 냅니다. 이 마찰력은 빨판에 붙어 있는 공기와 벽면에 붙어 있는 공기 간의 압력 차이로 인해 발생합니다. 빨판과 벽면 사이의 공기가 이동할 때 압력 차이로 인해 생기는 힘이 벽면과 빨판을 붙이는 원리입니다.