Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 레이저 포인트가 위험한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 레이저 포인터가 발산하는 강렬한 광선은 특히 인간의 시각 기관에 중대한 위험을 초래할 수 있는데, 이는 레이저 광의 고유한 물리적 특성 때문입니다. 레이저는 자극된 방출에 의한 광 증폭으로, 매우 집중된 에너지 형태의 광선을 생성합니다. 이 광선은 지향성이 높고 에너지가 집중되어 있어, 매우 작은 면적에 큰 에너지를 전달할 수 있습니다. 망막에 도달한 레이저 광선은 광화학적 반응을 유발하여 조직 손상을 일으킬 수 있습니다. 특히, 레이저 광은 망막의 광수용체에 흡수되어 열적, 기계적, 화학적 변화를 초래하며 이는 망막 조직의 영구적인 손상으로 이어질 수 있습니다. 이러한 손상은 섬광맹(flash blindness), 시력 저하, 영구적 실명을 포함할 수 있으며 이는 심각한 생활의 질 저하를 가져옵니다.
물리
Q. 도체는 절대 영도에서도 전류가 흐를수 있을까요??
안녕하세요. 절대 영도(0 켈빈 또는 -273.15°C)는 모든 원자적 운동이 이론적으로 멈추는 온도로 정의됩니다. 이 극한 상태에서 물질의 전기적 특성은 양자역학적 법칙에 의해 지배받으며, 전통적인 열역학적 접근이 더 이상 적용되지 않습니다. 도체 내의 자유 전자들은 그 물질의 전기 전도성을 결정하는 주된 요소입니다. 이 자유 전자들은 절대 영도에서도 에너지의 최소 상태인 제로 포인트 에너지를 유지하며 완전히 정지하지 않습니다. 이러한 양자 역학적 성질은 도체가 절대 영도에서도 전류를 전달할 수 있는 이론적 근거를 제공합니다. 또한, 절대 영도에 근접하면서 많은 도체들이 초전도 상태를 나타내기 시작합니다. 초전도 상태에서는 물질이 전기 저항을 전혀 나타내지 않고, 전류가 에너지 손실 없이 무한히 흐를 수 있습니다. 이 현상은 쿠퍼 쌍의 형성과 관련이 있으며, 이는 두 전자가 특정한 상호작용을 통해 페어를 형성하고 전체 시스템이 하나의 거대한 양자 상태로 작동하기 시작하는 것을 의미합니다.
화학
Q. 환경호르몬은 무슨 문제를 야기시키나요?
안녕하세요. 환경호르몬이 유발할 수 있는 주요 문제들을 살펴보면, 성장 및 발달에 영향을 줄 수 있습니다. 태아기 또는 초기 성장 단계에서의 노출은 신경계 발달에 영향을 미치며, 학습 장애나 행동 문제를 유발할 수 있습니다. 환경호르몬은 생식 건강에 부정적인 영향을 미칩니다. 남성의 정자 수 감소나 여성의 조기 폐경 등의 현상이 관찰되며, 호르몬 균형의 변화로 인한 불임의 위험도 증가합니다. 일부 환경호르몬은 에스트로겐과 유사한 작용을 하여, 호르몬 의존성 암인 유방암이나 전립선암의 발병률을 증가시킬 수 있습니다.
물리
Q. E=mc2에 대해서 알고싶습니다.
안녕하세요. 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론(Special Theory of Relativity)에서 도출된 E = mc² 방정식은 에너지(Energy)와 질량(Mass)의 관계를 명확하게 제시하며, 물리학에서 중대한 이론적 전환점을 마련했습니다. 이 공식은 질량이 에너지의 한 형태임을 나타내고, 질량을 에너지로, 에너지를 질량으로 변환할 수 있는 가능성을 수학적으로 설명합니다. 아인슈타인은 빛의 속도를 상수로 간주하는 로렌츠 변환(Lorentz Transformation)을 통해 이 방정식을 유도했습니다. 로렌츠 변환은 시간과 공간의 상대성을 기술하며, 이는 아인슈타인이 공간과 시간의 전통적인 개념을 재정의하는 데 중요한 역할을 했습니다. E = mc² 공식의 핵심은 모든 에너지가 질량을 동반하며, 질량은 에너지의 저장된 형태로 존재한다는 것입니다. 이는 아인슈타인이 질량-에너지 등가성 원칙을 제시하면서, 에너지와 질량이 서로 변환 가능하다는 혁명적인 개념을 과학계에 도입했음을 의미합니다. 에너지와 질량의 등가성을 수학적으로 유도하는 과정에서, 아인슈타인은 물체의 운동량과 에너지 사이의 관계를 정립합니다. 이 과정에서 운동하는 물체의 총 에너지는 정지 질량, 빛의 속도, 운동량에 따라 다음과 같이 계산됩니다 : E = √((mc²)² + (pc)²) 여기서 p는 운동량, m은 정지 질량, c는 빛의 속도 입니다. 물체가 정지해 있을 때, 운동량은 0이기 때문에 물체의 에너지는 mc²로 간소화됩니다. 이 공식을 통해 아인슈타인은 에너지가 질량의 형태로 존재할 수 있음을 수학적으로 증명했으며, 이는 핵에너지의 원리와 같은 현대 과학의 여러 분야에서 근본적인 이론으로 자리 잡게 되었습니다.
화학
Q. 브래드포드법 and 뷰렛반응은 가역반응? 비가역반응?
안녕하세요. 브래드포드법은 Coomassie Brilliant Blue G-250 염료가 단백질과 결합하여 색이 변하는 원리를 이용한 방법입니다. 이 염료는 단백질과 결합할 때, 최대 흡수 파장이 465nm에서 595nm로 이동하면서 색이 변합니다. 이 반응은 일반적으로 비가역적(irreversible)입니다. 염료와 단백질 간의 결합은 안정적이며, 단백질이 변형되지 않는 한 염료는 단백질과 분리되지 않습니다. 따라서 브래드포드법은 비가역적 반응으로 간주됩니다. 뷰렛반응은 단백질의 펩타이드 결합에 Cu²⁺ 이온이 결합하여 자주색 착화합물을 형성하는 반응입니다. 이 반응 역시 비가역적(irreversible)입니다. 이는 단백질과 구리 이온이 강하게 결합하여 생성된 착화합물이 쉽게 분해되지 않기 때문입니다. 뷰렛반응은 단백질의 펩타이드 결합의 특성을 이용한 정량 방법으로, 반응 후 생성된 착화합물은 매우 안정적입니다.