Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 물이 고이면 썩는 것은 어떤 작용때문에 그런 것인가요?
안녕하세요. 산소 고갈은 정체된 물에서 흔히 발생하는 현상으로, 혐기성 미생물(anaerobic microorganisms)이 우세한 환경을 조성합니다. 이 미생물들은 산소가 부재하는 조건에서 유기물을 분해하며, 이 과정에서 메탄(CH₄), 황화수소(H₂S), 그리고 이산화탄소(CO₂)와 같은 가스들을 방출합니다. 특히 황화수소는 불쾌한 냄새의 주요 원인으로 알려져 있습니다. 유기물의 축적은 정체된 물에서 미생물의 영양소 공급원으로 기능합니다. 죽은 식물, 동물, 미생물 잔해들은 물 속에서 분해되며 다양한 생물들에 의해 이용됩니다. 이러한 유기물의 분해는 추가적인 화학 반응을 촉진하며, 물 속의 화학적 성분을 변화시킵니다. 환경 조건의 변화, 특히 온도와 빛의 존재는 물리적 조건을 변화시키고 미생물 활동을 증가시킵니다. 높은 온도와 충분한 빛은 조류(algae)와 같은 특정 미생물을 촉진할 수 있으며, 이는 물의 산소를 소모하고 때로는 독소를 방출하게 합니다. 이러한 조류 꽃(algal blooms)은 물의 산소 수준을 급격히 감소시키며, 이는 다른 수생 생물의 생존을 위협할 수 있습니다.
화학
Q. 방사능과 방사선의 차이가 무엇인가요??
안녕하세요. 방사능은 원자핵이 스스로 불안정하고 에너지 상태가 높을 때 안정된 상태로 돌아가기 위해 자발적으로 핵 붕괴(nuclear decay)를 일으키는 성질을 말합니다. 이 과정에서 방출되는 에너지나 입자들이 바로 방사선입니다. 방사능은 특정 물질이 방사선을 방출하는 능력을 나타내는 용어로 사용되며, 이는 그 물질이 자연스럽게 또는 인위적으로 핵 변환을 일으키는 정도를 표현합니다. 쉽게 말해, 우라늄이라는 방사성 동위원소가 계속 방사선을 내뿜는 능력이라고 생각하시면 됩니다. 방사선은 방사능을 가진 원자핵에서 방출되는 입자나 전자기파를 의미합니다. 이런 방출되는 입자의 파형이 방사하는 파형을 지니고 있기에 방사선이라 부르기도 합니다. 방사선에는 여러 형태와 에너지가 있는데, 대표적으로 알파선(α), 베타선(β), 감마선(γ), X-선 등이 있습니다. X-선은 진단용 의료 장비로 익숙할 것이고, 감마선의 경우 방사선 종양학과에서도 활용되는 감마 나이프라는 장비에 사용됩니다. 방사선은 물질과 상호작용하면서 에너지를 전달하고, 물질을 이온화시킬 수 있는 능력(이온화 방사선)이 있습니다. DNA를 이온화시킬 수 있기 때문에 방사선과 돌연변이라는 단어가 묶여서 연상되는 것이기도 합니다.
물리
Q. 기하 문제 모르겠는데 알려주실수 있나요?
안녕하세요. 문제에서 주어진 것은 점O에서 OA와 OB의 비율이 3:1인 점 D가 있고, AB 선분 위의 점 D에 대해 OD의 중점이 E라고 하였습니다. 주어진 벡터 조건을 바탕으로 AE를 구하는 문제로 이해됩니다. 점 D의 위치 찾기 : 점 D는 OA와 OB를 3:1의 비율로 내분합니다. 내분점의 위치를 벡터로 표현하면 다음과 같습니다. vec(D) = (1/4) (3 vec(a) + vec(b)) = (3/4) vec(a) + (1/4) vec(b) 점 E의 위치 찾기 : 점 E는 OD의 중점입니다. 벡터 OD를 먼저 구한 뒤, 이 벡터의 중점을 찾습니다. vec(OD) = vec(D) - vec(O) = (3/4) vec(a) + (1/4) vec(b) vec(E) = (1/2) (vec(O) + vec(D)) = (1/2) ((3/4) vec(a) + (1/4) vec(b)) = (3/8) vec(a) + (1/8) vec(b) 벡터 AE 계산 : AE를 구하기 위해, vec(A)에서 vec(E)를 빼줍니다. vec(A) = vec(a) (점 A는 벡터 vec(a) 위치에 있습니다) vec(AE) = vec(E) - vec(A) = ((3/8) vec(a) + (1/8) vec(b)) - vec(a) = -(5/8) vec(a) + (1/8) vec(b) 이제 벡터 AE는 vec(AE) = -(5/8) vec(a) + (1/8) vec(b)로 표현할 수 있습니다. 이 식은 문제에서 제시된 형식인 vec(AE) = m vec(A) + n vec(b)와 일치하며, 여기서 m = - 5 / 8, n = 1 / 8 입니다. 따라서, m + n의 값은 - 5 / 8 + 1 / 8 = - 4 / 8 = - 1 / 2 입니다. 이 해석을 통해 문제에서 요구한 vec(AE)를 구하고, 주어진 m과 n에 대해 m + n의 값을 정확하게 계산할 수 있습니다.
물리
Q. 유명한 물리학자들이 업적을 세워 놓은것이 틀리는 경우도 있나요?
안녕하세요. 물리학의 발전 과정에서 유명한 물리학자들이 제안한 이론이나 가설이 시간이 지남에 따라 수정되거나 보완되는 경우는 종종 있습니다. 이러한 변화는 과학적 방법론의 본질적 특성으로, 새로운 데이터와 증거에 기반하여 기존 이론이 재검토되고 개선된다는 점에서 과학적 탐구의 핵심적인 부분을 형성합니다. 아이작 뉴턴(Isaac Newton)이 제안한 고전 중력 이론은 17세기와 18세기 동안 물리학의 근본적인 원리로 자리 잡았지만, 20세기 초에 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)이 제시한 일반 상대성 이론(General Theory of Relativity)으로 수정되었습니다. 아인슈타인의 이론은 중력을 시공간의 곡률로 설명하며, 이는 뉴턴의 이론이 상대적으로 높은 중력장이나 빠른 속도 조건에서는 수정이 필요함을 나타내었습니다. 이러한 수정은 중력의 본질을 이해하는 데 큰 변화를 가져왔습니다. 또한, 19세기 말에는 존 돌턴(John Dalton)의 원자 모델이 제안되었으나, 이후의 연구들은 원자가 단순한 입자가 아니라는 것을 밝혔습니다. 제임스 채드윅(James Chadwick)의 중성자 발견과, 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)의 원자핵 모델 연구는 원자의 복잡한 구조를 설명하는 데 중요한 기초가 되었으며, 닐스 보어(Niels Bohr)의 원자 모형과 현대의 양자역학(Quantum Mechanics) 이론이 더 정교한 원자 구조를 제시하였습니다. 또한, 19세기 물리학자들이 빛의 전파를 설명하기 위해 제안한 에테르 이론은 1887년 마이컬슨-몰리 실험(Michelson-Morley experiment)에 의해 실험적으로 검증되지 않았습니다. 이 실험은 에테르의 존재를 부정하며, 특수 상대성 이론(Special Theory of Relativity)의 발전을 촉진시켰습니다. 에테르 이론의 폐기는 현대 물리학의 기초를 형성하는 데 중요한 역할을 했습니다.
생물·생명
Q. 미세조류를 활용해서 다양한 산업에 적용한다고 하는데, 주로 어디에 많이 쓰이나요?
안녕하세요. 바이오연료 산업에서 미세조류는 중요한 역할을 수행합니다. 미세조류는 상대적으로 높은 지방 함량을 가지고 있어, 이들을 기반으로 하는 바이오디젤(biodiesel) 생산이 가능합니다. 또한, 미세조류는 생물학적 전환 과정을 통해 바이오에탄올(bioethanol)과 같은 다른 형태의 연료를 생성할 수 있습니다. 이들은 석유 기반 연료의 대체재로서 주목받고 있으며, 온실가스 배출 감소 및 에너지 자원의 지속 가능성을 촉진하는 데 기여합니다. 농업 및 원예 분야에서 미세조류는 비료나 토양 개량제로 사용됩니다. 특정 미세조류는 질소와 인을 고정화하여 토양의 영양 상태를 개선하고, 식물의 성장 촉진에 기여합니다. 또한, 미세조류는 물리적 및 화학적 토양 개량 효과를 통해 토양 구조를 개선하고, 수분 보유 능력을 증가시키는 데 도움을 줍니다. 식품 및 건강 보조제 산업에서 미세조류는 중요한 원료로 활용됩니다. 예컨데, 스피루리나(Spirulina)와 클로렐라(Chlorella) 같은 미세조류는 단백질, 비타민, 미네랄 등의 영양소가 풍부하여 건강 보조제나 기능성 식품에 널리 사용됩니다. 이들은 면역 체계 강화, 에너지 증진 항산화 효과 등 다양한 건강상의 이점을 제공합니다. 환경 정화와 수질 개선 분야에서도 미세조류의 활용이 증가하고 있습니다. 미세조류는 오염 물질을 흡수하고, 수중에서 생물학적 정화 작용을 통해 수질을 개선할 수 있습니다. 또한, 이들은 이산화탄소를 흡수하여 탄소 배출을 줄이는 데 기여하며, 기후 변화 완화에 도움을 줍니다.