Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 식물은 증산작용을 통해 체내온도를 조절한다는데 겨울에는 어떻게 하는 건가요?
안녕하세요. 겨울에는 대기가 건조하고 기온이 낮기 때문에 식물의 증산작용은 더 조심스럽게 일어납니다. 식물은 증산을 통해 체내 온도를 조절할 뿐만 아니라, 수분과 영양소의 이동, 생체 내 가스 교환을 조절하는 중요한 기능을 수행합니다.
생물·생명
Q. 손가락은 왜 손에 붙어있는건가요??
안녕하세요. 진화적 적응 으로 보았을때, 손가락과 발가락은 척추동물의 지느러미가 변형되어 발달한 구조입니다. 이들은 특히 육상 환경에 적응하는 과정에서 중요한 역할을 수행하였습니다. 손가락의 발달은 동물들이 물체를 잡고 조작하는 능력을 향상시켰으며, 이는 도구 사용, 먹이 획득, 방어 및 복잡한 사회적 상호작용을 가능하게 하였습니다. 예컨데, 영장류는 손가락을 사용하여 섬세한 물체 조작과 나무 사이를 민첩하게 이동할 수 있으며 이는 생존과 번식에 직접적으로 기여하는 요소로 작용합니다.
물리
Q. 종이는 왜 물에 젖으면 뭔가가 풀리는 것처럼 느껴지는 걸까요?
안녕하세요. 종이의 주성분인 셀룰로오스는 긴 글루코스 폴리머 체인으로 이루어져 있으며, 이 체인들은 수소 결합(Hydrogen Bond)을 통해 서로 강하게 결합되어 있습니다. 물 분자가 종이 섬유 사이로 침투하면, 원래 셀룰로오스 섬유 사이에 존재하던 수소 결합 일부가 끊어지고 물 분자와 새로운 수소 결합을 형성합니다. 이 과정은 섬유 사이의 공간을 확장시키고, 섬유들 사이의 결합을 약화시킵니다. 셀룰로오스 섬유 사이의 결합이 약해지면 종이의 기계적 강도가 감소합니다. 이로 인해 종이는 더 유연해지고 쉽게 찢어질 수 있게 됩니다. 물에 의한 이러한 변화는 종이가 물리적으로 더 취약해지게 만듭니다. 물리적 강도가 감소함에 따라, 종이의 구조적 무결성도 영향을 받습니다. 종이의 표면은 물을 흡수하면서 팽창하고 내부 섬유 간의 균일성이 손실되어 결국 구조적 일관성이 떨어지게 됩니다. 이러한 변화는 종이가 물에 젖었을 때 관찰되는 흐물거리는 느낌과 직접적으로 관련이 있습니다.
물리
Q. 드 브로이 물질파 관련해서 질문이 있습니다
안녕하세요. 드 브로이의 물질파 이론은 고전적 입자 개념을 파동의 특성과 결합하여 혁신적으로 확장한 개념입니다. 이 이론에 따르면, 모든 입자는 파동적 성질을 가지며 이는 '파장(λ)'으로 표현됩니다. 드 브로이의 가장 유명한 공식은 λ = h / p 입니다. 여기서 h는 플랑크 상수(Planck`s Constant), p는 입자의 운동량을 나타냅니다. 이 공식은 입자의 운동량이 증가함에 따라 그 파장이 감소함을 의미합니다. 바꿔 이야기 하면 빠르게 움직이는 입자와 같은 운동량이 큰 입자는 더 짧은 파장을 가집니다. 드 브로이 이론의 핵심적인 통찰 중 하나는 파동의 위상합성(Phase Superposition) 개념을 입자에 적용한 것입니다. 이는 여러 파동이 중첩되어 새로운 파동 형태인 '파동 패킷(Wave Packet)'을 형성하는 것을 말합니다. 파동 패킷은 여러 개의 서로 다른 파장을 가진 파동들이 중첩되어 일시적으로 국소화된 파동 형태를 이룰 때 발생합니다. 이러한 파동 패킷은 입자의 위치와 운동 상태를 더 정확하게 표현할 수 있게 해 주며, 이는 입자가 가지는 파동의 특성과 직접적으로 관련이 있습니다. 파동의 위상합성에 의해 생성된 파동 패킷은 그 구성 요소들의 위상(Phase)과 주파수(Frequency)에 따라 다양한 형태를 띠게 됩니다. 이와 같이 다양한 파동이 합성되어 형성된 파동 패킷은, 그 자체로도 파동의 하나의 형태로 간주될 수 있습니다. 파동 패킷의 중요성은 단일 파동보다는 입자의 행동을 더 잘 설명할 수 있다는 점에 있습니다. 특히 양자역학에서 입자의 위치를 확률적으로 예측할 때 유용합니다.
물리
Q. 창문에 눈이 얼 때 그림자가 왜 그렇게 보이는 걸까요?
안녕하세요. 눈과 얼음은 높은 반사율을 가지고 있습니다. 얼음이 형성되면서 표면이 평활해지고 이로 인해 빛의 반사가 증가합니다. 이런 반사된 빛은 주변의 그림자를 더욱 어둡고 분명하게 만들어 대조를 높이게 됩니다. 눈과 얼음은 빛의 굴절률 또한 변화시킵니다. 얼음의 표면이 불규칙하게 얼때, 빛은 다양한 각도로 굴절되며 이는 빛의 경로가 변하여 그림자 영역에서 빛의 양이 감소하게 만듭니다. 이로 인해 그림자가 더욱 뚜렷하게 보이게 됩니다. 또한, 얼음이나 눈이 내린 창문은 밝은 배경과 어두운 그림자 사이의 대비(Contrast)를 증가시킵니다. 밝게 빛나는 얼음의 표면은 그림자를 더욱 어둡게 보이게 하여 시각적으로 눈에 띄게 만듭니다.