Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 사람에게 나라와서 부딪친 매미가 있는데 종류가 뭘까요?
안녕하세요. 사진 속 매미의 전신을 확인할 수 없어서 어느정도 제한된 정보이지만, 말매미(Cicadidae)의 일반적인 특성과 어느 정도 일치하는 것 같습니다. 말매미는 크기가 크고, 두드러진 무늬가 있는 날개를 지니고 있으며, 강한 체구를 가진 것이 특징입니다. 다른 종류의 매미에 비해 몸통이 더 견고하고 두꺼운 것이 특징입니다.
물리
Q. 원자를 구성하는 주요 입자들에는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 원자는 물질의 근본적인 구성 요소로서 주로 양성자, 중성자, 전자 세 가지 주요 입자로 이루어져 있습니다. 이 입자들의 고유한 배열과 상호작용이 원자의 화학적 성질과 물리적 특성을 정의합니다. 양성자는 원자핵의 주요 구성 요소로 야의 전기적 충전을 지니고 있습니다. 양성자의 수는 원소의 정체성을 결정짓는 중요한 요소로, 원소의 원자 번호와 동일합니다. 또한, 원자 번호는 주기율표에서 원소의 위치를 결정하는 기준이 되기도 합니다. 중성자 역시 원자핵에 존재하며 전하를 띠지 않는 중성의 입자입니다. 중성자의 수는 원소의 동위원소를 구별하는 데 필수적인 역할을 하며, 원자핵 내에서 양성자 간의 전기적 반발력을 중화시켜 핵을 안정화하는 데 기여합니다. 전자는 원자핵을 둘러싼 전자껍질에 위치하며, 음의 전하를 가집니다. 전자의 분포와 운동은 원자의 화학적 결합 능력과 그 성질을 결정하며, 전자는 화학 반응에서 원자 간의 결합 형성이나 파괴에 직접적으로 관여합니다. 원자 내에서 전자들은 에너지 수준에 따라 정렬되며, 이러한 에너지 수준은 전자가 점유할 수 있는 특정한 궤도를 의미합니다. 전자의 에너지 상태와 위치는 원자의 화학적 성질을 정의하는 데 중요한 요소로 작용합니다.
물리
Q. 밀물과 썰물은 어떤 원리로 발생하는 것인가요?
안녕하세요. 밀물과 썰물은 지구상에서 관측되는 자연 현상으로 이는 달과 태양의 중력이 지구에 미치는 인력에 의해 주도됩니다. 이 과정에서 중력(Gravitational Forces)과 관성력(Inertial Forces)의 상호 작용이 중심적인 역할을 합니다. 달이 지구에 가장 가까운 위치에 있을 때 그 중력은 지구의 해수를 끌어당기며 바다의 물이 부풀어 오르게 합니다. 이로 인해 발생하는 물의 높아짐을 밀물(high tide)이라고 합니다. 반면, 달과 태양ㅇ ㅣ지구로부터 멀어질 때는 해수가 원래 수준으로 돌아가면서 썰물(low tide)이 발생합니다. 또한, 지구 자체의 회전도 밀물과 썰물 현상에 영향을 미칩니다. 지구가 저잔하면서 해수는 지속적으로 움직이게 되고, 이 움직임은 특정 지역에서 해수의 상대적인 높이를 변화시킵니다. 이러한 변화는 주로 달으 ㅣ궤도가 지구의 적도와 약간 기울어져 있기 때문에 더욱 복잡해집니다. 사람이 이러한 중력의 영향을 직접적으로 느끼지 못하는 이유는 인간의 질량이 해수에 비해 현저히 작기 때문입니다. 중력은 질량에 비례하는 힘으로 작용하므로, 해양의 광대한 양의 물은 상대적으로 더 큰 중력 효과를 받지만, 인간의 개별 질량은 이러한 거대한 힘의 영향을 받기에는 너무 작습니다.
물리
Q. 물질의 형태 중에서 플라즈마라고 하는 건 상태를 말하는 건가요?
안녕하세요. 플라즈마는 물질의 네 번째 상태로 고체, 액체, 기체에 이은 상태로서 특별한 물리적 특성을 지니고 있습니다. 이 상태는 일반적으로 매우 높은 에너지 환경에서 원자가 전자를 잃어버리며 이온화되어 형성됩니다. 플라즈마는 원자핵과 자유 전자들로 구성된 이온화된 가스로, 전체적으로는 전기적으로 중성을 유지하나 내부적으로는 대전된 입자들이 존재합니다. 플라즈마의 주요 특성 중 하나는 높은 전기 전도성(electrical conductivity)입니다. 이는 자유 전자(free electrons)와 이온들이 전기장에 응답하여 이동할 수 있기 때문에 발생합니다. 또한, 플라즈마는 자기장(magnetic fields)과도 강하게 상호작용하며, 이 특성 때문에 천체물리학에서 별과 우주 플라즈마의 동작을 설명하는 데 필수적인 요소가 됩니다.
물리
Q. 아인슈타인의 특수상대성이론 발표 전후는 어떻게 되는지요?
안녕하세요. 알베르트 아인슈타인의 특수상대성이론이 1905년에 공개된 이후, 물리학계는 근본적인 패러다임 전환을 경험하게 됩니다. 이 이론은 시간과 공간의 절대성을 부정하고, 이들이 관측자의 속도에 따라 상대적으로 변할 수 있음을 제시하였습니다. 특히, 빛의 속도가 모든 관측자에게 동일하게 측정된다는 사실과 에너지와 질량이 등가라는 개념은 E=mc²의 유명한 공식으로 압축되어, 물질의 에너지 전환 가능성을 열어주었습니다. 이 이론이 제공한 새로운 시각은 뉴턴 역학(Newtonian mechanics)이 제한된 조건에서만 정확하다는 것을 보여주었으며, 고속으로 움직이는 물체에 대한 설명에서 그 한계를 드러냈습니다. 또한, 아인슈타인의 이론은 후에 양자역학(Quantum Mechanics)과 일반상대성이론의 발전에 필수적인 기초를 제공하였습니다.