Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 빛은 입자와 파동 중 어떤것에 더 가까울까요?
안녕하세요. 빛은 그 특성상 입자와 파동의 이중성을 모두 가지고 있어, 빛을 단순히 입자나 파동 중 하나로만 정의하기는 어렵습니다. 이 이중성은 양자역학의 기본 개념 중 하나로, 빛의 다양한 현상을 설명하는데 필수적입니다. 빛이 파동의 성질을 보이는 현상은 간섭과 회절을 통해 잘 관찰됩니다. 예를 들어, 두 빛의 파동이 겹쳐지면 서로 강화하거나 약화하는 간섭 무늬를 만들어내며, 빛이 좁은 슬릿을 통과할 때 굴절되어 빛의 파동이 퍼지는 것을 관찰할 수 있습니다. 이러한 현상들은 빛이 파동의 특성을 가지고 있음을 나타냅니다. 빛의 입자적 성질은 주로 광전 효과와 같은 현상을 통해 설명됩니다. 광전 효과는 빛이 금속에 부딪혔을때 전자가 방출되는 현상으로, 알베르트 아인슈타인이 이 현상을 설명하기 위해 빛이 양자화된 에너지 덩어리인 광자로 이루어져 있다고 제안했습니다. 빛의 이러한 입자적 성질은 에너지가 특정한 양으로만 전달될 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 빛은 실험과 관찰에 따라 입자로도, 파동으로도 행동할 수 있으며, 이러한 성질은 빛의 상황과 환경에 따라 달라집니다. 물리학에서는 이러한 빛의 이중적 성질을 '파동-입자 이중성' 이라고 부르며, 이는 빛 뿐만 아니라 전자와 같은 기타 양자들에게도 적용됩니다.
Q. 뉴턴의 만유인력의 법칙은 무엇인가요?
안녕하세요. 뉴턴의 만유인력의 법칙은 17세기에 아이작 뉴턴(Issac Newton)에 의해 정립된 물리학의 근본적인 법칙 중 하나입니다. 이 법칙은 모든 물질 간에는 서로를 끌어당기는 힘이 작용한다는 것을 설명하며, 이 힘은 두 물체의 질량에 비례하고 두 물체 간 거리의 제곱에 반비례한다고 규정합니다. 이 법칙을 수학적으로 표현하면 : F = Gㆍm₁ㆍm₂ / r² F는 두 물체 사이의 중력을 나타냅니다. G는 중력 상수입니다. m₁과 m₂는 각각 두 물체의 질량을 나타냅니다. r²는 두 물체의 중심 사이의 거리의 제곱을 의미합니다. 이 법칙의 발견으 뉴턴이 사과가 나무에서 떨어지는 것을 보면서 중력이 지구뿐만 아니라 우주 모든 물체에 미치는 힘임을 꺠닫게 된 것에서 비롯됩니다. 뉴턴은 이 관찰을 바탕으로 지구상에서의 물체의 낙하와 천체의 운동을 동일한 물리 법칙으로 설명할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 그는 이어 행성들이 태양 주변을 공전하는 운동 역시 이 만유인력의 법칙에 의해 설명될 수 있음을 수학적으로 증명했습니다.
Q. 알루미늄 코팅이 몸에서 나오는 적외선을 반사하면 왜 따뜻한가요??
안녕하세요. 인체는 일정한 체온을 유지하기 위해 에너지를 발산하며, 이 과정에서 적외선 형태로 열을 방출합니다. 알루미늄 코팅은 이 적외선 열을 매우 잘 반사하는 성질을 가지고 있습니다. 즉, 몸에서 나오는 열이 외부로 빠져나가는 것을 막고 다시 몸으로 반사시켜주기 때문에 보온 효과를 제공합니다. 은박 담요 안쪽의 알루미늄 코팅이 몸에서 방출되는 적외선을 포획하여 다시 몸으로 반사시키면, 이로 인해 담요 내부의 공기가 따뜻해지고, 체온이 외부로 빠져나가는 것을 효과적으로 막아줍니다. 결과적으로, 이 담요를 사용하는 사람은 체온이 보다 잘 보존되어 더 따뜻하게 느낄 수 있습니다. 이러한 방식으로 은박 담요는 외부 환경이 추울 때 신체의 열 손실을 줄이고, 신체가 자연적으로 생성하는 열을 이용하여 보온을 유지하도록 돕습니다.
Q. 프루스트 현상이 향기와 어떤 관련이 있는 것인가요?
안녕하세요. 프루스트 현상(Proust Phenomenon)은 특정한 냄새가 과거의 기억을 강렬하게 불러일으키는 현상을 말합니다. 이 용어는 프랑스의 소설가 마르셀 프루스트(Marcel Proust)의 작품에서 유래되었습니다. 프루스트의 소설 "잃어버린 시간을 찾아서"에서 주인공이 마들렌 케이크를 먹고 그 향기와 맛이 어린 시절의 추억을 되살려주는 장면을 통해 이 현상이 유명해졌습니다. 이 현상은 기억과 감각, 특히 후각 사이의 관계를 탐구하는 신경과학의 주제 중 하나입니다. 후각은 우리의 감각 중에서 가장 원시적인 부분으로, 뇌의 기억과 감정을 담당하는 영역과 직접적으로 연결되어 있습니다. 따라서 냄새는 다른 어떤 감각보다도 더 강력하게 기억을 불러일으킬 수 있습니다. 향기가 특정한 기억을 불러일으키는 메커니즘은 후각 신경이 뇌의 해마체와 변연계에 직접 연결되어 있기 때문입니다. 해마체는 새로운 기억을 형성하고 장기 기억으로 저장하는데 관여하며, 변연계는 감정과 관련된 뇌의 일부입니다. 이 두 뇌 구조의 연결 덕분에 특정 냄새가 과거의 경험과 연관된 감정적인 기억을 갑자기 떠올리게 만드는 것이 가능합니다. 프루스트 현상은 종종 심리학, 신경과학, 마케팅 분야에서도 연구되며, 냄새가 사람들의 구매 결정, 감정 상태, 기억력에 어떻게 영향을 미치는지를 이해하는 데 도움을 줍니다. 이 현상은 우리가 과거를 회상하고 경험을 처리하는 방식에 대한 통찰을 제공하며, 향기가 인간 경험에 깊이 관여하고 있음을 보여줍니다.
Q. 심해에 사는 생물들은 어떻게 높은 압력에서 살아남을 수가 있을까요?
안녕하세요. 심해 생물들이 극도로 높은 수압을 견딜 수 있는 능력은 그들의 독특한 생물학적 적응을 통해 설명될 수 있습니다. 심해 환경은 높은 압력, 낮은 온도, 빛의 부재가 특징이며, 이러한 조건에서 생존하기 위해 심해 생물들은 여러 가지 특수한 생리적 및 구조적 적응을 갖추고 있습니다. 먼저, 심해 생물들은 세포와 생화학적 수준에서 고압에 적응한 특성을 보입니다. 예컨데, 이들의 세포막은 고압에서도 기능을 유지할 수 있도록 특수한 지방산으로 구성되어 있어, 유연성을 유지하고 세포 구조를 안정화시킵니다. 또한, 심해 생물들의 단백질은 고압 환경에서도 안정적으로 접힐 수 있는 구조를 가지고 있어, 변형이나 기능 상실을 방지합니다. 또, 심해 생물들은 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 저산소 환경에서도 생존할 수 있는 대사 경로를 개발하였습니다. 일부는 화학합성을 통해 에너지를 얻는 독특한 방법을 사용하며, 이는 화학 물질을 에너지원으로 변환하여 생존합니다. 끝으로, 심해 생물들은 높은 압력에 대한 기계적 저항을 개선하기 위해 골격과 조직의 구조를 강화했습니다. 이러한 구조적 적응은 심해의 극한 환경에서도 생체 구조가 압력으로 인해 손상되지 않도록 보호합니다.