Q. 우주망원경에 대한 기사 중에 집광력은 무엇을 뜻하나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.집광력은 렌즈의 빛을 모으는 성능을 나타내는 수치로 사람의 눈을 1로 하였을 때의 상대적인 값으로 나타낸다.망원경의 성능은 대물렌즈의 구경에 의해 정해진다. 구경은 대물렌즈나 반사경에서 빛이 지나는 지름을 말한다. 구경이 크면 빛을 받아들이는 면적이 넓어지므로 망원경의 밝기가 증가하여 더 어두운 별을 볼 수 있다. 망원경의 집광력이란 이처럼 빛을 모으는 능력을 말하며, 즉, 망원경이 맨눈에 비해 얼마나 많은 빛을 모으는가를 나타낸다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.집광력 = (망원경 대물렌즈의 구경/사람 눈동자의 지름)2여기서 일반적인 사람의 눈동자 지름은 어두울 때 대략 7mm 정도이다.예를 들어, 대물렌즈의 구경이 70mm인 망원경은 몇 등급까지 관측 가능할까? 집광력이 (70/7)2으로 우리 눈의 100배가 된다. 우리 눈이 6등급까지 관측 가능하니 이 망원경은 5등급 더 어두운 11등급까지 관측 가능하다.출처:네이버지식백과
Q. 압력밥솥의 내부 압력은 어느 정도인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.대부분의 음식물은 끓는 물에서 조리하므로 1기압, 약 100℃의 물에 일정한 시간 동안 넣어두면 조리가 된다. 그러나 높은 산에서는 기압이 낮아 조리를 하기가 어려워진다. 왜냐하면 액체의 끓는점 은 압력에 따라 달라지는데 높은 산에서는 압력이 낮아 끓는점이 100℃보다 낮아지기 때문이다. 즉, 액체의 끓는점은 압력이 낮으면 낮아지고 압력이 높으면 높아지게 된다.이런 점을 이용해 솥 속의 증기가 빠져나가지 못하도록 함으로써 압력이 높아지도록 만든 것이 압력밥솥이다. 이렇게 하면 끓는점이 높아져 잘 익지 않는 음식을 조리하기가 쉬워질 뿐만 아니라 같은 시간에 더 많은 열이 음식물로 전달되어, 더 빨리 요리를 할 수 있다.또한 요리시간이 짧아지므로 요리 과정에서 쉽게 파괴되는 비타민이나 무기질의 손실을 최소한으로 할 수 있으며 연료도 줄일 수 있는 여러 가지 이점이 있다. 대부분의 압력 밥솥은 내부의 압력을 대기압보다 높은 1.2기압 정도로 높여 물이 약 120℃에서 끓게 한다.출처:네이버지식백과
Q. 고층 건물이 바람의 영향에도 유지되는 과학 구조가 궁금합니다.
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.건물의 높이가 높아질수록 바람의 세기가 매우 커지며, 그로 인해 약한 바람이라도 건물의 진동수에 맞추어 계속 분다면 공진현상에 의해 건물을 무너뜨릴 엄청난 진동이 발생할 수 있다. 그렇기에 초고층 건물은 지진이나 바람의 흔들림을 서서히 흡수하는 탄력적인 구조를 가져야 한다. 마치 강풍이 불 때 뻣뻣한 고목은 뿌리째 뽑혀도 이리저리 흔들리는 갈대는 끝까지 견디는 원리이다. 그러나 탄력적인 구조만 갖출 경우 빌딩이 내내 흔들리는 것을 막을 방법이 없다. 이러한 진동을 줄이기 위해 초고층 빌딩에는 과학 원리를 이용한 여러 가지 방법이 사용되고 있는데 그 중 하나가 댐퍼입니다.세계적인 초고층 빌딩 중 하나인 타이페이 101 빌딩의 88층과 92층 사이에는 지름 6m, 무게 660t에 달하는 커다란 강철공이 매달려 있다. 이 강철 공이 바로 댐퍼 및 TMD, 즉 동조질량감쇄기라 불리는 장치이다. 고층 건물일수록 고유주기가 길어져 바람과의 공진현상에 의해 진동이 급격히 증가는 경우가 있는데 이런 진동은 특정주기에만 크게 발생하므로 건물의 진동주기를 변화시키면 줄어들게 되고, 이 경우 동조질량감쇄기 같은 진동제어장치는 초고층 건물의 진동주기를 변화시키는 데 아주 효과적이다. 주위에 8개의 유압 범퍼가 설치돼 진동을 흡수하는 이 강철공은 건물이 바람에 흔들릴 때 반대 방향으로 이동해 덜 흔들리게 하여 타이페이 101의 최대 진동치를 1/3 이상 줄여준다. 또한 관광코스로 건물 내에 노출되어 있기에 많은 사람들이 관람하며 초고층 건축의 과학적 원리에 한 발짝 다가갈 수 있게 해놓았다.