안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
생물·생명
Q. 모기 수명이 어떻게 되나요 얼마나 살죠?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.모기의 평균 수명은 약 2 주 정도입니다. 모기의 수명은 환경 조건, 기후, 성별, 종류 등에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 모기는 암컷과 수컷이 있으며, 암컷 모기는 수컷 모기보다 더 오래 살아남을 수 있습니다.모기는 약 2~3일마다 알을 낳으며, 1회의 낳은 알 수는 수십 마리에서 수백 마리까지 차이가 있습니다. 그리고 모기는 약 1주일에서 10일 사이에 성장하여 성체로 성장합니다. 성체로 성장한 모기는 평균적으로 약 1주일에서 1달 사이의 수명을 가지고 있습니다. 하지만 모기는 매우 빠르게 번식하며, 기후 조건에 따라 계절에 따라 번식량이 크게 달라질 수 있습니다. 또한, 모기는 매우 높은 번식력을 가지고 있기 때문에, 꾸준한 방제가 필요합니다.
전기·전자
Q. 사무실이나 가정에서 사용하는 복사기(프린터)가 작동하는 과학적 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.복사기는 광전자방출원리를 이용해서 동작합니다. 복사기는 우선 복사하려는 문서를 유리판 위에 올립니다. 그리고 유리판 아래에는 광센서와 전자적인 부품들이 위치해 있습니다. 광센서는 복사되어 나온 문서의 이미지를 감지하여 전기 신호로 변환합니다. 이렇게 변환된 전기 신호를 이용하여 복사기는 레이저 빛을 조절하고, 전자적인 파장을 변화시킵니다.이렇게 변환된 전기 신호는 전자적인 표면에 노출되어 있는 드럼에 저장됩니다. 드럼의 표면은 전기적인 미세 입자로 덮여 있으며, 이 미세 입자는 레이저 빛을 이용하여 전하를 가지게 됩니다. 이후 드럼의 표면은 복사되어 나온 이미지를 저장하고, 전기적인 부품들이 이 이미지를 인쇄지에 전송합니다.마지막으로, 인쇄지는 전기적인 부품들에 의해 데워지며, 드럼에 저장된 이미지가 데워진 지점에서 전기적인 입자가 붙어서 인쇄지에 이미지가 출력됩니다.이러한 방식으로, 복사기는 단순하면서도 효과적인 방식으로 문서를 복사할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 위성의 공전 주기와 자전 주기가 같은 이유가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.위성의 공전주기와 자전주기가 같은 원리는 "동기 궤도 (Synchronous Orbit)"입니다. 동기 궤도란, 위성의 공전 주기와 지구 자전 주기가 동일한 궤도를 말합니다. 이 궤도에서는 위성이 항상 지구의 같은 지점 위에 위치하게 되며, 특정 지역의 통신, 방송, 기상 관측 등에 활용됩니다.동기 궤도는 위성의 높이와 방향에 따라 다양한 궤도가 존재합니다. 대표적으로는 적도 동기 궤도(Equatorial synchronous orbit)와 극지방 동기 궤도(Polar synchronous orbit)가 있습니다. 적도 동기 궤도는 위성이 지구의 적도면과 수직인 평면에서 움직이는 궤도이며, 극지방 동기 궤도는 위성이 지구의 극과 수직인 평면에서 움직이는 궤도입니다.동기 궤도는 특정 높이와 방향에 대한 수학적인 계산으로 정확히 결정될 수 있습니다. 이러한 원리를 이용하여 위성의 궤도를 설계하고, 지구와의 통신, 기상 관측, 지리 정보 수집 등에 이용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 레이다는 어떤 원리로 먼곳을 탐지하나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.레이더(Radar)는 라디오파를 이용하여 물체의 위치와 속도 등을 측정하는 기술입니다. 레이더는 라디오파를 발생시켜 그 신호가 물체에 부딪히고 반사되는 시간을 측정함으로써 물체의 위치를 파악합니다.레이더는 일반적으로 송신기, 수신기, 안테나, 신호처리장치 등으로 구성됩니다. 송신기에서 발생한 라디오파는 안테나를 통해 공간으로 발산되어 물체와 부딪힌 후 다시 안테나로 돌아옵니다. 이때 안테나가 수신한 신호는 수신기에서 처리되어 물체의 위치와 속도, 크기 등을 측정할 수 있습니다.레이더는 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 대표적으로는 항공기 및 우주선의 항법, 날씨 예보, 군사적 용도 등이 있습니다. 또한, 레이더 기술은 자율주행 자동차 등의 분야에서도 활용되고 있으며, IoT 분야에서는 레이더 센서를 이용하여 사람의 위치와 움직임을 감지하는 등의 기술적인 응용이 개발되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍의 이름이 정해지는 기준은 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.태풍의 이름은 세계 기상기구(WMO)에 의해 정해집니다. WMO는 태풍이 발생한 지역과 규모에 따라 이름을 부여합니다. 예를 들어, 북태평양 지역에서 발생한 태풍의 경우 WMO가 정해놓은 목록에서 이름을 선정하게 됩니다.태풍 이름 목록은 알파벳 순서로 정해져 있으며, 각 이름은 남자와 여자의 이름이 번갈아가면서 사용됩니다. 이는 태풍 이름을 쉽게 기억할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 또한, 각 이름은 각 나라에서 사용하는 이름을 따서 정해지기도 합니다. 예를 들어, 한국에서는 태풍 이름에 대한 목록이 별도로 있으며, 이를 기준으로 이름이 선정됩니다.태풍 이름은 해당 지역에서 발생한 태풍의 규모와 피해 정도 등을 기록하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러므로, 태풍 이름은 매년 업데이트되어 새로운 이름이 추가되거나 변경될 수 있습니다.
전기·전자
Q. 잠을 자다가 가위위에 뚫리는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.수면 중에 가위에 눌리는 현상은 "수면마비 (Sleep Paralysis)"라고 불리며, 꿈에서 깨어나는 동안 발생하는 현상입니다. 수면마비는 보통 꿈에서 깨어나는 순간에 일어나며, 이때 몸의 일부분이나 전체가 움직이지 않는 현상을 경험하게 됩니다. 이러한 현상은 근육의 이완과 긴장이 조절되는 잠재성 안면근 경련이 일어나지 않도록 하기 위한 방어적 반응으로 생겨납니다. 때문에, 이러한 현상에서는 몸의 일부분이나 전체가 움직이지 않으며, 이러한 상태에서는 수면 중에 꿈을 꾸는 것처럼 몸을 움직일 수 없게 됩니다. 만약 수면마비가 지속되면 심리적인 스트레스를 유발할 수 있기 때문에, 이러한 경우에는 병원에서 전문적인 치료를 받는 것이 좋습니다.
전기·전자
Q. X-RAY의 원리에 대해서 간단하게 설명해주세요.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.X-선은 전자기파의 일종으로서, 고에너지 전자가 물질과 충돌하면서 방출되는 전자기파입니다. X-선은 전자기파이기 때문에 빛과 같은 속도로 직진하며, 물질을 투과할 수 있습니다. 이는 X-선 파장이 매우 짧기 때문인데, 이 때문에 물질과 충돌할 때 흡수되지 않고 통과할 수 있게 됩니다.X-선은 전자기파의 일종으로서, 고에너지 전자가 물질과 충돌하면서 방출되는 전자기파입니다. X-선은 전자기파이기 때문에 빛과 같은 속도로 직진하며, 물질을 투과할 수 있습니다. 이는 X-선 파장이 매우 짧기 때문인데, 이 때문에 물질과 충돌할 때 흡수되지 않고 통과할 수 있게 됩니다.X-선은 브레이크 방사형(Bremsstrahlung) 방출 현상을 이용하여 생성됩니다. 이 방출 현상은 고에너지 전자가 물질에 부딪혀서 방향을 바꾸며 방출되는 전자기파로, 이때 방출되는 전자기파가 X-선이 됩니다. X-선 파장은 매우 짧으며, 높은 에너지를 가지기 때문에 물질을 통과할 수 있습니다.X-선은 의학 분야에서는 주로 방사선 사진 촬영에 이용되며, 산업 분야에서는 불량품 진단 등에 이용됩니다.X-선이라는 용어는 발견 당시에는 알려지지 않았습니다. X-선이라는 이름은 발견 이후에 일컬어진 것입니다. 1895년 11월 8일, 독일의 물리학자인 빌헬름 렌트겐은 전기적으로 방전된 크로크관을 이용하여 실험을 하던 중, 크로크관 가까이에 놓인 플루오린화 칼슘 결정체를 이용하여 X-선을 발견했습니다. 이때 렌트겐은 이 전자기파가 무엇인지를 모르기 때문에, 일단 이를 X-선이라고 일컬었습니다. 이후, X-선은 의학 분야에서 가장 중요한 진단 도구 중 하나로 사용되고 있습니다.
기계공학
Q. 대공포 포탄이 폭발하는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.대공포 포탄이 터지는 원리는 폭발과 관련된 원리인 폭발 파동(explosion shock wave) 원리입니다. 대공포 포탄은 발사 시 약물에 의해 발생하는 폭발에 의해 발사되며, 발사 직후 포탄 내부에서 폭발이 일어납니다. 이 폭발에 의해 발생하는 기체가 폭발파, 즉 폭발 파동을 일으키게 되는데, 이 폭발 파동이 대공포 포탄이 명중한 대상물에 부딪히면서 발생하는 압력과 열로 인해 대상물이 파괴되거나 손상되는 것입니다. 또한, 대공포 포탄이 폭발하면서 방출되는 기체가 폭발력을 일으켜 대상물을 공중으로 던지기도 합니다.
생물·생명
Q. 나무는 수명이라는 것이 별도로 존재하나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 나무에도 수명이 있습니다. 나무의 수명은 종류마다 다르며, 환경적인 요인에 따라 영향을 받기도 합니다. 일반적으로 소형 나무의 경우 50년 이내, 중형 나무의 경우 50년에서 200년, 대형 나무의 경우 200년 이상의 수명을 가질 수 있습니다. 그러나 이는 일반적인 기준이며, 성장 환경, 즉 온도, 습도, 토양 조건, 병충해 등에 따라서도 매우 다양한 수명을 가질 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태푸의 눈은 잠잠하다고 하던데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.태풍의 눈(eye)에서는 바람이 거의 없는 상태인 것은, 태풍의 회전 구조 때문입니다. 태풍은 중심부를 중심으로 반시계 방향으로 회전하면서 강한 바람과 함께 이동합니다. 이러한 바람이 회전하면서 생기는 켤레기효과(Coriolis Effect) 때문에, 태풍의 중심부 근처에서는 바람의 속도가 매우 느려지게 됩니다. 이로 인해 태풍의 눈에서는 거의 바람이 없는 상태가 되는 것입니다. 또한, 태풍의 눈 주변의 고기압 지대와 눈 안쪽의 저기압 지대가 서로 상쇄되는 영향도 있습니다. 이러한 원리로 인해 태풍의 눈은 비교적 고요한 상태를 유지하게 됩니다.