Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 일반화학 금속결정에 대한 개념 질문3
안녕하세요. 흥미로운 질문 반갑습니다.ㅎㅎ 면심입방(face-centered cubic ; FCC) 구조 내에서 다양한 종류의 구멍(holes)이 존재하는 현상은 이온 결정의 구조적 및 화학적 특성에 기인합니다. 황화아연(ZnS, 아연 블렌드)과 염화나트륨(NaCl)은 동일한 면심입방 격자를 가지고 있음에도 불구하고 특히 이들이 갖는 구멍의 종류가 다릅니다. 이는 구성 이온의 상대적 크기와 전하의 분포에 따라 결정 됩니다. 화나트륨(NaCl) 구조에서 나트륨 이온(Na⁺)과 염화 이온(Cl⁻)은 각각 면심입방 배열을 이루며, 이 두 배열이 겹쳐서 각 나트륨 이온이 주변의 여섯 개 염화 이온에 둘러싸인 팔면체 구멍(octahedral holes)을 형성합니다. 이 구성은 전기적 인력을 극대화하여 구조적 안정성을 제공합니다. 반면, 황화아연(ZnS)의 경우, 황 이온(S²⁻)이 면심입방 구조를 형성하며, 아연 이온(Zn²⁺)은 이 구조내 사면체 구멍(tetrahedral holes)에 위치하여 네 개의 황 이온에 둘러싸입니다. 이 사면체 구멍은 아연 이온의 상대적으로 작은 크기와 높은 전하 밀도 때문에 황 이온의 배열 사이에서 안정적인 위치를 찾게 됩니다. 이처럼, 같은 면심입방 구조에서도 구성 이온의 전하, 크기 및 이온 간의 전기적 인력에 의해 구멍의 형태와 크기가 달라질 수 있습니다. 이는 물질의 화학적 성질과 물리적 성질을 결정하는 중요한 요소로 작용합니다.
물리
Q. 셔틀콕의 회전과 안정적인 비행(외부 바람에 의한좌우 움직임x)의 상관관계를 알아보려고 합니다.
안녕하세요. 셔틀콕의 회전속도를 조정하여 그것이 비행 안정성에 미치는 영향을 조사한 연구는, 자이로스코픽 효과(gyroscopic effect)와 각운동량 보존(conservation of angular momentum)의 법칙을 중심으로 진행할 수 있습니다. 셔틀콕의 회전은 자이로스코픽 효과를 통해 외부 토크(torque)에 의한 방향 변화를 저항하는 성질을 부여합니다. 이는 비행 중 셔틀콕이 겪는 공기 저항과 바람의 영향을 안정적으로 극복하는데 중요한 역할을 합니다. 셔틀콕의 회전속도를 조절하는 방법으로는, 먼저 라켓과 셔틀콕의 상호작용을 조절하는 것이 있습니다. 라켓을 스윙하는 각도와 속도를 변화시키면, 셔틀콕에 가해지는 회전량과 방향이 달라집니다. 라켓의 스트링 긴장도(tension)도 중요한 변수입니다. 더 높은 긴장도는 더 큰 힘을 셔틀콕에 전달하여 회전속도를 증가시킬 수 있습니다. 또한, 라켓의 타격 지점(impact point)을 조절함으로써, 셔틀콕에 불균형한 힘을 가하여 자연스럽게 회전을 유도할 수 있습니다. 이러한 변수들의 조절을 통해 셔틀콕의 회전속도를 다양하게 변화시키고, 그 결과로 나타나는 비행 경로의 안정성을 측정함으로써, 자이로스코픽 효과와 각운동량 보존의 관계를 명확히 규명할 수 있습니다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 분석함으로써, 셔틀콕의 회전속도가 그 안정성에 어떠한 비례적 혹은 반비례적 영향을 미치는지에 대한 이해를 높일 수 있을 것입니다. 이 과정에서, 회전하는 셔틀콕의 각 운동량 L은 그 회전 속도 w와 관성 모멘트 I의 곱으로 표현될 수 있으며, L = Iw로 계산됩니다. 이러한 관계식을 통해 실험적 데이터와 이론적 예측을 상호 비교할 수 있습니다.
물리
Q. 자석은 어떻게 자성을 띄는지 궁금합니다
안녕하세요. 자석이 자성을 띠는 현상은 주로 자석을 구성하는 원자의 전자들과 관련이 있습니다. 전자들을 자신의 축을 중심으로 회전하며, 이런 움직임을 '스핀'이라고 합니다. 각 전자의 스핀은 미세한 자기 모멘트를 생성하고, 특정한 물질에서는 이 전자들의 스핀이 정렬되어 강력한 자기장을 형성합니다. 이 현상을 '강자성'이라고 하며, 철, 니켈, 코발트 등이 대표적인 강자성 물질입니다. 자석 간의 상호작용, 즉 끌어당기는 힘은 이들 자기 모멘트의 방향과 배열에 따라 달라집니다. 자석의 한 끝에서는 북극성을, 다른 한 끝에서는 남극성을 나타내며, 서로 다른 극끼리는 끌어당기고 같은 극끼리는 밀어냅니다. 질문자님이 언급하신 끌어당기는 힘이 없지만 붙는 자석은 '연자성'을 지닌 물질에서 나타나는 현상일 수 있습니다. 연자성 물질은 자체적으로 강한 자기 모멘트를 가지고 있지 않지만, 외부 자기장의 영향을 받아 일시적으로 자기 모멘트를 가지게 됩니다. 이러한 물질은 외부 자기장이 존재할 때만 자기적 특성을 보이고, 자기장이 사라지면 그 특성도 사라집니다. 따라서, 외부 자기장 속에서는 다른 자석에 붙을 수 있지만, 자석 간에 강한 끌어당김이나 밀어내는 힘은 나타나지 않습니다.
생물·생명
Q. 왜 사람들은 시키는일만 할라고 할까요
안녕하세요. 사람들이 '시키는 일만 하려고 한다'는 행동은 심리학적, 사회적, 뇌 과학적 요인들이 복합적으로 작용한 결과로 볼 수 있습니다. 이러한 행동은 패턴은 여러 요인에 의해 설명될 수 있습니다. 사회적 요인과 조건화가 큰 역할을 합니다. 사람들은 어릴 때부터 학교, 가정, 직장에서 특정한 규칙과 권위 구조 내에서 행동하는 법을 배웁니다. 이러한 구조는 개인에게 명령을 따르고 권위에 복종하는 것이 더 안전하고 편안하다는 메세지를 전달합니다. 이로 인해, 사람들은 자발적인 행동보다는 이미 제시된 지시나 규칙에 따르는 것을 선호하게 되는 경향이 있습니다. 이는 불확실성을 줄이고, 책임을 덜 느끼게 하기 때문에 심리적으로 더 안정감을 줍니다. 뇌 과학적 측면에서는 보상 회로(reward system)와 두려움 회로가 관련이 있을 수 있습니다. 사람들은 종종 새로운 일을 시도하거나 자발적으로 행동하는 것보다, 시키는 일을 따르는 것이 더 안전하고 스트레스가 느낄 수 있습니다. 뇌의 보상 시스템은 사람들에게 기존의 틀 안에서 행동할 때 안전하다는 신호를 보내고, 이로 인해 자율적인 결정보다는 지시에 따르는 것이 더 보상적이라고 느끼게 됩니다. 또한, 새로운 시도를 두려워하는 감정은 편도체(amygdala)에서 처리되며, 이는 불확실성이나 실패에 대한 두려움을 자극합니다. 동기부여의 문제도 중요합니다. 사람들은 외적 동기(extrinsic motivation)보다는 내적 동기(intrinsic motivation)에 따라 더 자율적으로 행동할 가능성이 큽니다. 그러나 현대의 많은 조직과 환경은 외적 보상(예: 급여, 승진)과 처벌에 의존하는 경향이 있어, 사람들은 스스로 동기를 부여받기보다는 주어진 지시에 따르는 것이 더 적합하다고 느낍니다. 사람들이 시키는 일에만 집중하려는 경향은 사회적 학습, 뇌의 보상 및 두려움 시스템, 그리고 동기부여 요소들이 복합적으로 작용한 결과로 이해할 수 있습니다. 이는 단순히 개인의 성향뿐만 아니라, 인간이 환경에 적응하면서 습득한 행동 패턴이라 할 수 있습니다.
물리
Q. 미적분학2 안 배웠으면 해석학개론1 듣는데 힘든가요?
안녕하세요. 해석학(analysis)은 미적분학의 이론적 기초를 다루는 과목이기 때문에, 미적분학에서 다루는 개념을 깊이 이해하는 것이 좋습니다. 미적분학 2를 아직 듣지 않은 상태에서 해석학개론 1을 수강 하는 것은 어느 정도 어려움이 있을 수 있다고 생각됩니다. 해석학개론에서는 미적분학의 기본적인 내용을 이론적으로 다루기 때문에, 미적분학 2에서 다루는 추가적인 개념은 해석학의 추상적인 개념을 이해하는데 도움이 될 내용이 많을 것 입니다. 미적분학 2에서는 보통 고급적인 적분법, 무한급수, 다변수 함수의 미적분 등 해석학에 필요한 기초적인 개념을 다룹니다. 예컨데, 해석학에서는 실수의 성질, 극한, 연속성, 수열, 급수 등을 매우 심도있게 다루게 되는데, 이러한 개념들은 미적분학 1과 2에서 다룬 개념을 기반으로 확장된 것입니다. 따라서, 미적분학 2를 수강하지 않은 상태에서 해석학개론 1을 듣는 것은 개념의 추상성으로 인해 더 많은 노력을 요구할 수 있습니다. 특히, 추상적인 정의와 증명을 이해하고, 논리적인 사고를 요구하는 해석학에서 미적분학의 기초가 약하다면 어려움을 겪을 가능성이 큽니다. 가능하다면 미적분학 2를 먼저 수강하여 더 탄탄한 기초를 다지고 해석학을 듣는 것이 바람직할 수 있습니다.