Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 블랙홀의 탈출 속도가 빛의 속도와 일치하면 빛이 가만히 존재하나요
안녕하세요. 블랙홀의 탈출 속도가 빛의 속도(c)와 일치하는 지점은 이론적으로 사건의 지평선(event horizon)이라고 불립니다. 사건의 지평선은 블랙홀의 경계를 나타내며, 이 지점 이내로 들어간 어떤 정보나 물질도 다시 밖으로 나올 수 없는 지점입니다. 사건의 지평선에서 빛이나 다른 모든 물질의 탈출 속도는 빛의 속도(c)와 동일합니다. 이론적으로 빛이 블랙홀의 사건의 지평선을 정확히 따라 이동할 경우, 빛은 정지해 있는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 실제로 빛은 항상 움직이고 있으며, 빛이 정지해 있다는 개념은 물리학적으로 적합하지 않습니다. 빛은 항상 속도 c로 이동하며, 그 속성상 정지할 수 없습니다. 관찰자가 빛을 관찰할 경우, 일반 상대성 이론에 따르면 빛이 사건의 지평선에 접근하면 시간 확장(time dilation) 효과로 인해 빛의 주파수가 늘어나며(적색 편이), 점점 더 약해지다가 결국 관찰자에게 보이지 않게 됩니다. 이 현상은 중력적 적색 편이(gravitational redshift)라고 알려져 있습니다.
물리
Q. 렌즈의 두께와 크기(면적)가 상에 어떤 변화를 가져오나요?
안녕하세요. 렌즈의 두께와 크기(면적)는 렌즈의 광학적 성질을 결정하는 중요한 요소입니다. 볼록렌즈(Converging Lens)와 오목렌즈(Diverging Lens)의 경우 이러한 변화가 상의 형성에 영향을 미칩니다. 볼록렌즈가 두꺼워 지면 렌즈의 굴절력(refractive power)이 증가할 수 있습니다. 이는 렌즈가 빛을 더 강하게 모으게 하여, 초점 거리(focal length)가 짧아질 수 있습니다. 결과적으로, 상이 렌즈로부터 더 가까운 곳에 형성됩니다. 렌즈가 얇아지면 굴절력이 감소하며 초점 거리가 길어집니다. 상이 렌즈로부터 더 멀리 형성됩니다. 오목렌즈의 두께가 증가하면 굴절력은 감소하지만, 오목렌즈의 경우에는 굴절력이 음수이므로, 상의 위치 변화는 볼록렌즈와 비슷한 패턴을 보입니다. 즉, 상은 가상의 상이 되며, 더 멀어질 수 있습니다. 두께가 얇아지면 굴절력이 더욱 감소하고, 상은 더욱 약해지며 위치도 더 멀어집니다. 렌즈의 면적을 크게 할 경우 렌즈의 면적이 커지면, 렌즈가 포착할 수 있는 빛의 양이 증가합니다. 이는 특히 저조도 환경에서 유리하며, 더 밝은 상을 생성할 수 있습니다. 또한, 렌즈의 크기가 클수록 더 넓은 시야(Field of View)를 제공하며, 이는 천체 관측이나 광각 사진에서 중요합니다. 면적을 작게 할 경우 렌즈가 포착할 수 있는 빛의 양이 감소합니다. 이로 인해 상이 더 어두워질 수 있으며, 시야가 좁아집니다. 상의 해상력에도 영향을 줄 수 있으며, 특히 작은 렌즈는 더 높은 해상력을 요구하는 응용 분야에서 제한적일 수 있습니다.
물리
Q. 곱하기 *로 표시하는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 곱하기 기호로 별표를 사용하는 것은 주로 컴퓨터 프로그래밍 및 특정 수학적 표기에서 볼 수 있습니다. 대부분의 프로그래밍 언어에서는 곱셈 연산을 나타내기 위해 * 기호를 사용합니다. 이것은 프로그래밍 언어 설계 초기부터 표준으로 자리 잡았고, 현재까지도 이어지고 있습니다. 예를 들어 C, Python, Java 등에서 곱셈을 나타내기 위해 사용됩니다.
생물·생명
Q. 알비노 증후군을 가졌을 때 신체적 약점이 있나요?
안녕하세요. 알비노 증후군(albinism)은 멜라닌 색소의 생산에 영향을 주는 유전적 조건입니다. 멜라닌은 피부, 머리카락, 눈의 색을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 알비노 증후군을 가진 개체는 멜라닌 생성에 필요한 하나 이상의 유전자에 변이가 있어 적절한 멜라닌을 생산하지 못합니다. 멜라닌은 햇빛으로 부터 보호하는 중요한 역할을 합니다. 멜라닌이 부족한 피부는 자외선에 더 취약하여 햇볕에 쉽게 타고, 피부암 발생 위험이 높아질 수 있습니다.
물리
Q. 물리의 운동 방정식은 어떻게 나오게 된것인지요?
안녕하세요. 운동 방정식은 뉴턴의 운동 법칙에서 유래하며, 이는 물체의 운동을 수학적으로 설명하기 위해 사용됩니다. 특히 뉴턴의 두 번째 운동 법칙은 가장 중요한 기반이 되는데, 이 법칙은 가속도는 작용하는 순합력에 비례하고, 물체의 질량에 반비례한다고 설명합니다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같습니다 : F = ma 여기서 F는 물체에 작용하는 합력(force), m은 물체의 질량(mass), a는 물체의 가속도(acceleration) 입니다. 운동 방정식은 주로 위치, 속도, 가속도와 같은 운동의 변수들을 시간에 대한 함수로 표현하는 것입니다. 이 방정식들은 물체의 초기 조건과 합력을 고려하여 유도할 수 있습니다. 등가속도 직선 운동의 경우, 가속도 a가 일정할 때, 뉴턴의 두 번째 법칙을 통해 위치와 속도의 시간 함수를 구할 수 있습니다. 초기 속도가 v₀이고, 시작 위치를 x₀라고 할 때, 시간 t에서의 속도 v와 위치 x는 다음과 같은 방정식으로 표현됩니다 : 속도 방정식: v = v₀ + at 위치 방정식: x = x₀ + v₀t + ½at² 이 방정식들은 각각 속도와 위치가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 나타냅니다. 가변적인 가속도가 있거나, 곡선 운동과 같은 보다 복잡한 상황은 미분 방정식을 풀어야 할 수 있습니다. 이 경우, 운동 방정식은 종종 두 번째 또는 더 높은 차수의 미분 방정식 형태로 나타납니다. 운동 방정식의 개발과 유도는 뉴턴의 법칙을 근거로 하여 물체의 운동을 예측하는 데 필수적인 도구입니다. 이 방정식들은 물리학뿐만 아니라 공학, 우주과학, 생물학 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.