안녕하세요 심헌용 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전자렌지가 작동되는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.전자레인지의 영어 명칭은 Microwave oven입니다. 이름에서 알 수 있듯이 Microwave, 전자파를 이용한 기구입니다.물질의 진동수에 의한 공명을 이용한 것으로, 여기서는 물 분자. 정확히는 물을 구성하는 수소와 산소 원자의 운동에너지를 이용한 것입니다. 대부분의 음식에는 물 분자를 포함하고 있지요. 기계에서 발생시키는 전자파의 진동수가 물 분자를 공명시킵니다. 물 분자를 진동시킴으로써 에너지가 발생하게 되고, 이 때의 에너지를 통해 음식물을 가열하는 원리로 작동하게 됩니다.
물리
Q. 엘리베이터가 추락할 때 점프하면 살 수 있을까요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.외부의 힘을 제외한 이론이라면 가능할 것입니다. 하지만, 외부의 힘을 모두 포함한 상태의 이론이라면 해당 질문이 가능하지 않을 것으로 생각됩니다.먼저, 엘레베이터가 추락하기 전 탑승한 인원과 엘레베이터는 위치에너지를 가지고 있습니다. 하지만, 추락 시 엘레베이터는 위치에너지에서 운동에너지로 변경됩니다. 반면에, 승객은 여전히 위치에너지를 가지고 있습니다. 따라서 추락하는 엘레베이터에서 승객의 위치는 천장과 가까운 부분, 혹은 공중에 떠있게 되어있을 것입니다.추락을 하다 어느 특정 부분, 혹은 바닥부분에서 엘레베이터가 추락을 멈추게 되면 이 때 엘레베이터는 운동에너지에서 위치에너지로의 에너지 변환이 이뤄질 것이고 승객의 에너지 변환은 엘레베이터보다 늦게 이뤄질 것입니다. 즉, 승객의 에너지 변환 타이밍은 추락한 엘레베이터 바닥에 부딪히는 순간 운동에너지에서 위치에너지로의 변환이 이뤄질 것입니다. 이 때 급격한 에너지의 변환으로 인해 승객의 몸(신체)은 엄청난 충격에너지를 받게 될 것이고, 온몸의 뼈는 부셔질 것이며, 장기의 엄청난 손상이 야기될 것입니다.추락하는 순간 점프를 하는 것은 상상속에서나 가능할 것이며, 현실에서는 불가능할 것입니다.엘레베이터 탑승 시, 추락한다면 엘레베이터 손잡이를 꽉 잡아 엘레베이터와 본인이 같은 운동을 해야하는 것입니다. 추락 시 공중에 떠있지 않도록 손잡이를 잡아 몸을 고정하는 행동이 필요합니다. 이 때, 부딪히는 충격으로 신체의 손해가 발생하지 않도록 바닥, 벽 등에는 과도하게 밀착해 있지 않아야 부상의 정도를 줄일 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 산은 어떻게 해서 생기게 되었으며 어떻게 만들어 지가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.대부분의 산은 지각활동, 화산활동 등에 의해 만들어지게 됩니다. 지구는 판(Plate)으로 이루어져 있으며, 맨틀의 움직임으로 판이 움직이고 있습니다. 이것이 '판 구조론'이지요. 이 판들은 모두 다른 방향으로 움직이고 있습니다. 시간이 흐르면서 서로 부딪히게 되겠지요. 이럴 때 발생하는 것이 지진과 화산입니다. A판과 B판이 만났을 때 둘 중 무거운 판이 다른 판 아래로 섭입하면서 다른 판을 들리게 되겠지요. 이럴 때 산이 만들어지기도 합니다.지구에서 가장 높다고 알려진 에베레스트 산도 이와 같은 방식으로, 판과 판이 부딪혀 만들어졌습니다.화산활동으로는 우리나라의 경우, 한라산, 백두산, 성산일출봉 등을 생각하시면 되겠습니다. 화산 분출 시, 분출과 동시에 용암이 식으면서 점차 층을 형성하면서 산과 같은 높이를 가지게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 밀물과 썰물은 왜 생기는건가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.지구는 자전축을 중심으로 하루에 한 바퀴 도는 자전과 동시에 태양을 중심으로 도는 공전을 합니다. 이런 운동을 하고 있는 지구를 중심으로 하여 달이 공전을 하고 있습니다. 지구에서 바깥쪽으로 쏠리는 원심력은 모든 방향에서 같습니다. 달 쪽으로 향하는 인력은 달의 중심입니다. 인력에 의해 지구와 달의 거리가 가까운 곳으로 바닷물이 모이게 됩니다. 그리고 달과 먼 지점은 원심력에 의해 바닷물이 모이게 됩니다. 즉, 지구 적도 근처로 바닷물이 모이게 되는 것입니다. 이로 인해 실제로 지구는 적도가 길쭉한 럭비공 모양입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 말고 다른 행성에도 지진이 일어나나요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.태양계에 있는 지구형 행성인 금성, 화성, 수성과 이들의 위성 달 등에서도 지진, 화산 등의 활동이 관측되고 있습니다. 이런 학문을 '금성 지질학', '수성 지질학' 등으로 부르고 있습니다.화산이 관측되는 만큼 행성 내부에는 아직 식지 않은 용암 등이 존재하고 있으며, 지구와 같은 내부 구조를 하고 있을 것으로 여겨지고 있습니다. 또한, 지구와 같이 여러 판으로 나뉘어 단층 구조가 변형되고 있을 것으로 예상하고 있습니다. 지구형 행성과 이들의 위성 등에서 지진이 관측되며 이를 관측하기 위해 여러 관측 기구를 보내고 있습니다. 지진의 원인은 지구와 같거나 비슷할 것이라고 예상하고 있습니다. 지구와 달리 바로 관측하고 분석하기가 어려워 원인은 분석하기 어려우나 지구와 같은 내부 구조를 띄고 있을 것이라고 예상하고 있는만큼 원인 또한 지구와 유사할 것이라고 평가되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라 자연현상은 어떻게 만들어지는 건가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.태양으로부터 방출된 플라즈마 입자가 지구 대기권 상층부의 자기장과 마찰하여 빛을 내는 광전 현상을 '오로라'라고 합니다. 플라즈마 입자는 태양풍을 따라 지구 근처에 왔다 지구의 중력에 이끌려 대기로 진입하는 것이 대부분 입니다.자기장과 마찰하여 나타나는 현상이기 때문에 자극에 가까운(자석의 N극과 S극) 극지방 근처에서 발견되는 현상입니다. 주로 위도 65~70도 부근을 '오로라대'라고 합니다. 완전한 극지방, 적도부근 보다는 이 지역(오로라대)에서 더 많은 오로라를 발견할 수 있습니다. 우리나라에서도 오로라를 볼 수 있는 확률은 있겠으나 심히 어려울 것으로 생각됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 고산병은 왜 생기는 것인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.고산병은 보통 해발고도 2400m의 높이 주변에서 발생합니다. 지면으로부터 하늘로 향하면서 산소는 점점 부족해지며 부족한 산소만큼 채우기 위한 보상활동이 신체에서 이뤄지는 변화를 의미합니다. 호흡 수가 늘며 혈액의 점성은 떨어지고, 혈액이 신체 곳곳에 산소를 전달하지 못하여 여러 가지 신체에 변화가 일어납니다.고산병의 증세를 완화시키기 위해서는 산을 내려오는 것이 제일 좋은 방법이며, 불가능할 경우 산소통(산소호흡기 등)을 사용하는 것이 차선책입니다. 또한, 고도가 낮은 곳에서 행동하는 것보다 천천히 행동하며 산소의 사용을 줄여야하며, 움직임 후 충분한 휴식을 취해주어야 합니다.
화학
Q. 샤워하고 물기를 닦지 않으면 왜 추운건가요??
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.피부 표면에 있는 물기가 수증기로 기화되면서 체온을 빼앗아가기 때문입니다.액체에서 기체로 상 변화가 일어나는 것을 기화라고 하며, 액체의 상태보다 기체의 상태일 때 분자의 운동상태가 더욱 활발해집니다. 따라서 상 변화(기화)가 일어날 때 더 많은 열을 필요로 합니다. 이 때 주변의 열을 빼앗아가며 부족한 열을 채웁니다.즉, 이런 과정에서 물이 기화되며 체온을 빼앗아 부족한 열을 채우기 때문에 체온은 낮아지게 되며, 이 때 추위를 느끼게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달이 낮이 보일때도 있는데 밤에 달이 안보일때도 있나요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.1. 있습니다.2. 있습니다.3. 있습니다.주된 질문인 "밤에 달이 안보이는 경우"에 대해 답변드리겠습니다.태양 - 달 - 지구의 순서로 천체가 위치해 있는 경우, 태양빛에 달이 가려져 볼 수 없습니다. 해당 위치에 있어도 간혹 해와 달이 같이 뜨고 질 때 희미하게 보이는 경우가 있습니다. 반대로 보름달인 경우에는 태양 - 지구 - 달의 순서로 천체가 위치해 있는 경우입니다. 지구에서 보이는 달의 한 면이 태양의 빛을 온전히 받아 달의 한 부분 모두를 볼 수 있는 것이지요.
지구과학·천문우주
Q. 매일 밤인 나라도 있을까요??
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.매일(365일, 24시간, 7일)이 밤이 되는 나라는 없습니다. 다만, 계절, 절기에 따라 일시적으로 하루종일 밤이 되는 나라는 존재합니다.이를 극야라고 합니다. 밤에도 밝은 백야 현상과 반대되는 것으로, 낮에도 어두운 현상을 뜻합니다.이런 현상이 발생하는 이유는 자전 축이 기울어져 있기 때문입니다. 북반구가 백야 현상이 나타난다면 남반구에서는 극야 현상이, 반대로 북반구에서 극야 현상이 일어나면 남반구에서는 백야 현상이 일어납니다. 북반구 기준으로, 위도가 66.5도보다 높은 고위도 지역에서는 24시간 동안 낮이거나 밤이 되는 현상이 심해집니다. 북반구 고위도 지역에서는 '동지'를 기준으로 극야 현상이 두드러지게 나타납니다.