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과학/과학일반171

고온 초전도체 고온 초전도체 (High-temperature superconductor, HTS)는 대략 영하 200℃ 이상에서 초전도체가 되는 물질을 의미한다. 액화질소가 영하 197℃이기 때문에 고온 초전도체는 값싼 액화질소를 사용하여 비교적 쉽게 초전도성을 구현할 수 있다. 액화질소의 온도인 영하 197℃ 이상일 때만 고온 초전도체라고 해야 하지만, 보통 영하 197℃ 보다 다소 낮은 물질도 고온 초전도체라고 부른다. 현재까지 발견된 고온 초전도체는 다음과 같다.임계온도 [℃] 초전도체 -70 H2S (150 Gpa) -140 HgBa2Ca2CU3OX-163 Bi2Sr2Ca2Cu3O10 -180 YBa2Cu3O7 2020. 5. 28.
유리가 투명한 이유 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있다. 원자핵과 전자의 크기는 원자 크기에 비해 아주 작기 때문에 원자의 대부분은 비어 있는 공간이라고 봐도 된다. 그래서, 빛이 원자핵 또는 전자와 상호작용을 하지 않는다면 빛은 그대로 통과되어 투명하게 보이게 된다. 빛은 전자와 상호작용을 하기도 한다. 전자는 빛을 흡수하여 다른 궤도로 이동할 수 있다. 이렇게 전자가 빛을 흡수하면 그 물질은 빛을 통과하지 못한다. 하지만, 빛을 받았을 때 전자가 다른 궤도로 이동할 수 없다면 전자는 빛을 흡수하지 못하고 그대로 통과하게 된다. 빛의 주파수에 따라 전자의 새로운 궤도가 결정된다. 하지만, 빛의 주파수에 해당하는 전자 궤도가 없거나 그 궤도에 이미 전자가 있다면 전자는 다른 궤도를 이동하지 못하고 빛은 그대로 통과하게 된.. 2020. 5. 22.
동물과 인간 두뇌의 뉴런 개수 각종 동물들의 두뇌의 대뇌에 있는 뉴런 개수는 다음과 같다. 고래는 인간보다 두뇌 뉴런이 더 많다. 동물 대뇌 뉴런 개수 벌거숭이 두더지쥐 6,000,000 집쥐 14,000,000 햄스터 17,000,000 회색쥐리머 22,310,000 고슴도치 24,000,000 갈색 쥐 31,000,000 흰담비 38,950,000 기니피그 43,510,000 프레리도그 53,770,000 금화조 55,000,000 적색 야계 61,000,000 상모솔새 64,000,000 집토끼 71,450,000 비둘기 72,000,000 다람쥐 77,330,000 박새 83,000,000 줄무늬 몽구스 115,770,000 록 하이랙스 198,000,000 흰점찌르레기 226,000,000 고양이 249,830,000 갈색 .. 2020. 5. 21.
잠수병이 생기는 원리 외부 압력이 높아지면 혈액에 녹는 질소 양이 증가한다. 질소 양이 증가하면 질소 마취 상태에 빠질 수 있다. 압력이 높은 깊은 수심에서 갑자기 얕은 수심으로 올라오면 혈액에 녹은 질소가 혈액 속에서 기포를 형성한다. 이러한 기포는 모세혈관들을 막고 만성 두통, 난청, 관절통, 피부질환, 무기력감, 손발 마비, 호흡 곤란 등의 증상이 생기는데 이것이 잠수병 (Decompression illness)이다. 잠수병을 막으려면 1분당 9m 정도로 천천히 올라와야 한다. 천천히 올라오면 혈액 속의 질소가 호흡을 통해 빠져 나오게 된다. 잠수병을 치료하기 위해서는 고압산소챔버에 들어가 치료한다. 고압챔버에서 질소 기포가 작아지고 산소를 마시면 질소가 빠져나온다. 2020. 5. 20.
석면과 유리섬유 석면이란 섬유 모양을 한 광물이다. 영어로 asbestos이다. 석면에는 사문석계와 각섬석계가 있다. 사문석계에는 백석면이 있고 각섬석계에는 갈석면, 청석면, 양기석석면, 직검석석면, 투각섬석면이 있다. 이와 같은 광물을 모두 석면이라고 부른다. 석면은 자연 광물로 고대 그리스 시대부터 사용되었지만 석면의 위험성은 20세기 들어와서야 알게 되었다. 석면은 1급 발암 물질로 석면 입자가 폐에 들어오면 빠져 나오지 않고 암을 유발한다. 한국, 일본, 미국, 유럽 등은 석면 사용이 금지되어 있지만 중국, 인도, 러시아 등은 아직 석면을 사용하고 있다. 석면의 대체재로 유리섬유가 사용된다. 유리섬유는 석면과 특성이 비슷하지만 유리섬유는 인체에 무해하다. 2020. 5. 12.
석영 수정 유리 차이 석영와 수정은 동일한 뜻으로 영어로는 Quartz 또는 Crystal이라고 한다. 석영는 이산화규소 SiO2가 결정 구조를 가진 것을 의미한다. 이산화규소가 결정을 이루지 않으면 유리가 된다. 즉, 석영이나 유리나 같은 분자로 구성되지만 규칙적인 배열을 가지는 결정을 이루는지에 따라 나누어진다. 이산화규소를 실리카 (Silica)라고도 한다. 실리카겔은 이산화규소를 가공하여 다공성 물질로 만든 것으로 제습제에 사용된다. 2020. 5. 12.
크리스탈 뜻 크리스탈(Crystal)은 3가지 다른 뜻을 가지고 있다. 1. 결정 - 원자, 분자가 규칙적으로 배열된 것 2. 석영, 수정, Quartz - 이산화규소로 구성된 물질 3. 크리스탈 유리, 납 성분이 있는 유리, Lead glass 과거에는 석영이 얼음 결정에서 만들어졌다고 생각했기 때문에 석영을 Rock crystal이라고 불렸다. 그래서, 석영(Quartz)을 Crystal이라고도 부른다. ☞ 석영과 유리의 차이 2020. 5. 10.
별의 진화 질량이 가벼운 별은 백색왜성으로 진화하고 무거운 별은 중성자별 또는 블랙홀로 진화한다. 가벼운 별은 탄소나 산소까지만 핵융합하고 무거운 별은 핵융합의 마지막 물질인 철까지 핵융합한다. 태양과 질량이 비슷한 별① 원시별 : 성간 분자가 모인다.② 주계열성 : 중심에서 수소 핵융합③ 적색거성 : 중심핵은 수축하고 그 주위에서 수소 핵융합이 시작. 팽창④ 헬륨 핵융합 적생거성 : 중심핵에서 헬륨이 탄소로 핵융합⑤ 두층 핵융합 적색거성 : 중심핵은 탄소. 그 주위에서 헬륨 핵융합과 수소 핵융합 일어남. 팽창⑥ 행성상 성운 : 바깥층 물질 방출. 중심핵만 남음⑦ 백색왜성 : 탄소와 산소로 구성. 핵융합이 일어나지 않음 태양보다 25배 질량의 별① 원시별 : 성간 분자가 모인다.② 주계열성 : 중심에서 수소 핵융합.. 2020. 5. 9.
주상절리 절리(Joint)는 암석의 갈라지고 쪼개진 틈을 의미한다. 절리 중에서 주상절리(Columnar joining)는 용암이 급격히 식으면서 육각 기둥 모양으로 갈려진 지형이다. 용암이 급격히 식으면 수축하게 되는데 원으로 수축하면 빈틈이 생기기 때문에 빈틈이 없는 육각형 모양이 된다. 육각형 모양이 되어야 빈틈없이 매울수 있다. ☞ 면을 채울수 있는 정다각형 2020. 5. 9.
비료 성분 식물이 자라기 위해 필요한 물질 중 탄소, 수소, 산소는 물과 공기를 통해 무제한으로 공급 받을 수 있다. 하지만, 토양으로부터 흡수되는 물질은 수확을 계속하다 보면 부족해진다. 부족해지는 토양의 물질을 보충하는 것이 비료 (Fertilizer)이다. 비료의 3대 성분은 질소, 인, 칼륨이다. 그 다음 중요한 성분은 칼슘, 마그네슘, 황이다. 그 외에 구리, 철, 망간, 몰리브덴, 붕소 등이 있다. 질소는 공기 중에 많지만 식물은 질소를 그대로 이용할 수 없고 암모니아 형태로 토양으로만 흡수할 수 있다. 공기 중 질소를 암모니아로 바꾸는 것을 질소 고정이라고 한다. 2020. 5. 9.
질소 고정 질소 고정(Nitrogen fixation)이란 공기 중의 질소를 암모니아 또는 질소 화합물로 변환하는 것을 의미한다. 생물은 질소를 직접 이용할 수 없다. 하지만 암모니아는 생물이 이용할 수 있기 때문에 질소 고정은 생물체에게 중요하다. 질소 고정에는 다음과 같은 방법이 있다. ● 질소 고정 세균 ● 뿌리혹 박테리아 ● 번개 ● 비료 공장 2020. 5. 9.
시냅스란? 시냅스(Synapse)는 연접 또는 신경접합부 라고도 한다. 시냅스는 뉴런의 축삭말단과 다른 뉴런의 수상돌기가 연결되는 지점이다. 시냅스에는 화학적 시냅스와 전기적 시냅스가 있다. 화학적 시냅스는 신경전달물질로 신호가 전달되고 전기적 시냅스는 전기로 신호가 전달된다. 우리 몸에는 화학적 시냅스가 더 많다. 카페인, 알코올 등은 시냅스 전달 억제제이고 담배, 코카인 등은 시냅스 전달 촉진제이다. 2020. 5. 9.
물질대사 물질대사(Metabolism)은 생물체에서 일어나는 모든 화학반응을 뜻한다. 물질대사는 크게 이화작용과 동화작용의 2가지로 분류할 수 있다. 이화작용(Catabolism)은 큰 분자를 작은 분자로 분해하는 과정으로 에너지를 방출한다. 동화작용(Anabolism)은 작은 분자를 큰 분자로 합성하는 과정으로 에너지를 흡수한다. 이화작용 예: 탄수화물이 소화되어 포도당으로 분해되고 포도당은 다시 이산화탄소와 물로 분해된다. 동화작용 예: 아미노산이 결합하여 단백질을 합성한다. 2020. 5. 9.
귀납법 연역법 차이 귀납법 (Induction)은 많은 현상이나 사례들로부터 공통된 법칙을 찾아 내는 방법이다. 예를 들면, 1,000명의 사람들의 수명을 조사하여 평균이 80세라고 한다면, '현대 인간의 평균 수명은 80세'라는 법칙이 만들어 진다. 연역법 (Deduction)은 이미 알고 있는 법칙으로부터 논리를 전개하여 새로운 법칙을 유도하는 방법이다. 예를 들면, 뉴턴의 운동법칙과 중력 법칙으로부터 지구의 공전 주기를 계산할 수 있다. 2020. 5. 9.
박쥐 초음파 ● 박쥐는 초음파를 이용하여 먹이와 장애물을 파악한다. 초음파를 발사하여 반사되어 돌아오는 초음파를 이용한다.● 박쥐의 초음파의 주파수는 14kHz에서 100kHz 이상이고 크기는 60~140 데시벨이다. ● 속도에 따라 주파수가 변하는 도플러 효과를 이용하여 움직임을 감지한다.● 박쥐가 집단으로 비행할 때는 주파수 대역을 늘리고 음색을 바꿔 서로 혼선이 되지 않도록 한다.● 박쥐는 매끈한 수직면을 제대로 감지하지 못한다. 그래서, 박쥐들이 건물 유리창에 충돌하는 경우가 가끔 있다.● 먹이를 두고 다른 박쥐와 경쟁할 때는 다른 박쥐에 초음파를 쏘아 방해하기도 한다.● 눈이 완전히 보이지 않는 것은 아니며 눈을 초음파와 함께 사용하면 장애물을 더 잘 피할 수 있다.● 박쥐가 초음파를 발사할 때 초음파로 귀.. 2020. 5. 9.
생물 무생물 차이 무생물과 구별되는 생물의 특징은 다음과 같다.■ 세포 ■ 물질 대사■ 자극에 대한 반응과 항상성■ 발생과 생장■ 생식과 유전■ 적응과 진화 2020. 5. 9.
테프론 사용 분야 테프론 (Teflon)의 사용 분야는 다음과 같다. 테플론 프라이팬알루미늄 프라이팬에 테플론을 코팅하여 음식이 눌어 붙지 않는다. 테플론 테이프테플론은 마찰력이 작어 파이프에 감아 사용하면 파이프가 잘 돌아가고 방수도 된다. 마우스 다리테를론은 마찰력이 작아 마우스가 잘 미끄러진다. 테프론 전선고온에도 견디는 내열 전선 피복 재료로 사용 고어텍스테를론에 작은 구멍을 만들어 물방울은 차단하고 습기는 통과한다. 코팅제스마트폰 케이스 또는 렌즈 코팅스키, 스노우보드, 서핑 보드 코팅 윤활제엔진 오일에 첨가 기계부품오링, 가스켓, 베어링 등 2020. 5. 8.
불완전성 정리 괴델의 불완전성 정리 (Gödel’s incompleteness theorems)는 수리논리학에서 나온 이론으로 2가지 정리로 되어 있다. 알기 쉽게 정리하면 다음과 같다. 제1정리 : 어떤 것이 참이라도 그것이 참인지 증명할 수 없는 것이 있다.제2정리 : 논리의 모순이 없다는 것을 증명할 수 없다. 수리논리학은 수학 기호와 기법을 이용한 논리학이다. 수리논리학은 수리기초론을 이루는 수학분야이다. 수학기초론은 수학 자체의 논리체계와 기초에 관해 연구하는 분야이다. 즉, 수리논리학은 수학 자체에 대한 논리에 관한 분야이고 불완전성 정리는 수학 자체의 근본적인 논리가 완전하지 않고 문제가 있다는 것을 말하고 있다. 2020. 5. 5.
ATP란? ATP (아데노신 삼인산, Adenosine triphosphate)는 생물의 근육, 신경, 물질합성 등의 에너지원으로 사용되는 물질이다. 포도당은 ATP로 전환되고 ATP는 에너지원으로 사용된다. 이와 같이 포도당에서 ATP로 전환되어 에너지로 사용된 후 부산물이 방출되는 과정을 세포호흡 (Cellular respiration)이라고 한다. 포도당에서 ATP로의 전환 효율은 40% 정도이고 나머지는 열로 방출된다. 그래서, 근육을 많이 사용하는 일을 하면 체온이 급격하게 올라가게 된다. 포도당에서 ATP로의 전환은 주로 미토콘드리아에서 이루어진다. 미토콘드리아는 세포 부피의 1/4을 차지한다. 2020. 5. 5.
조개껍질 성분 조개껍질의 성분은 탄산칼슘 CaCO3이다. 이산화탄소가 용해된 물에서 탄산칼슘은 생성되기도 하고 분해되기도 하는데, 이산화탄소 농도가 높아지면 탄산칼슘은 분해되어 물에 녹는다. 탄산칼슘이 분해되는 화학식은 다음과 같다.CaCO3 + CO2 +H2O → Ca2+ + 2HCO3- 바다 깊은 곳은 이산화탄소 농도가 높기 때문에 조개나 산호와 같은 탄산칼슘을 사용하는 생물이 살 수 없다. 2020. 5. 4.
생물학과 전공 과목 전공필수분자생물학 : 분자 수준에서 생물을 이해하는 분야생화학 : 생물의 화학반응세포생물학 : 세포의 분자, 화학적 작용미생물학 : 세균, 균, 기생충, 바이러스 전공선택유전학면역학해부학생태학생리학발생생물학식물생리학동물학진화생물학계통분류학생물리학 2020. 5. 4.
항공기 여압 여압 (與壓, Pressurization)이란 압력을 준다는 뜻이다. 여압 장치는 여러 곳에서 사용한다. 비행기에 사용되는 여압 장치를 Cabin Pressurization이라고 한다. 비행기의 고도가 높으면 기압이 낮아지기 때문에 공기 압축기를 사용하여 기내의 공기 압력을 높인다. 일반 여객기의 기내 기압은 8,000 피트 (2,400m) 높이에 해당하는 기압을 유지한다. 지표면의 기압까지 올리지 않는 이유는 외부와의 압력 차이로 기체에 기계적인 무리가 생기는 것을 막기 위해서 이다. 2020. 5. 4.
단백질 아미노산 아미노산 (Amino Acid)은 20여 종류가 있다. 아미노산 중 하나인 글루타민의 분자식은 다음과 같다.단백질 (Protein)은 20여 종류의 아미노산이 합성되어 만들어 진다. 현재까지 밝혀진 단백질의 종류는 13만 개가 넘는다. 즉, 20여개의 아미노산이 조합되는 방법에 따라 수십만 종류의 단백질이 생성될 수 있다. 단백질은 아미노산의 조합으로 이루어지지만 아미노산 이외에 다른 분자가 결합되는 복합 단백질도 있다. 복합 단백질에 결합되는 분자에는 핵산, 당, 지질, 인, 금속, 색소 등이 있다. 아래 사진은 단백질의 한 종류인 헤모글로빈의 분자로 분자량은 약 64,500이다. 헤모글로빈은 수많은 아미노산으로 이루어져 있고 또한 철 분자가 연결되어 있다. 헤모글로빈은 금속이 결합되는 복합 단백질이다.. 2020. 5. 4.
무기화학 뜻 무기화학 (Inorganic chemistry)은 유기화학에서 다루지 않는 물질을 다루는 화학 분야이다. 유기화학은 탄소화합물을 다루지만 무기화학은 탄소화합물 이외의 모든 물질을 다룬다. 석유에서 만들어지는 플라스틱이나 합성섬유 등도 석유가 탄소화합물이기 때문에 유기화학 분야이다. 2020. 5. 4.
매트랩 적분 매트랩을 사용해서 정적분 또는 부정적분을 할 수 있다. 적분하려는 함수는 다음과 같이 입력한다. >> syms x >> y = x^2 부정적분은 다음과 같이 한다. >> int(y) ans = x^3/3 정적분은 다음과 같이 한다. >> int(y,x,[0 1]) ans = 1/3 2020. 5. 3.
화성암 분류표 화성암 (Igneous rock)은 마그마가 식어서 만들어진 암석이다. 화성암은 화산암과 심성암으로 나누어지는데, 지표 부근에서 식은 암석은 화산암이고 지하 깊은 곳에서 식은 암석은 심성암이다. 화성암 분류표는 다음과 같다. 초염기성암 염기성암 중성암 산성암 화산암 코마타이트 현무암 안산암 유문암 심성암 감람암 반려암 섬록암 화강암 분류표에서 가로는 이산화규소 (SiO2)의 비율에 따라 나누어진다.초염기성암 : 이산화규소 45% 이하염기성암 : 이산화규소 45~52%중성암 : 이산화규소 52~63%산성암 : 이산화규소 63% 이상 2020. 5. 3.
초전도체 상용화 분야 초전도체가 사용되는 분야는 입자 가속기, 자기부상열차, 레일건 등이 있지만 모두 매우 특수한 분야거나 연구 단계의 분야로 대중적인 분야는 아니다. 초전도체가 사용되는 기계 중 가장 쉽게 볼 수 있는 것은 웬만한 종합 병원에 모두 있는 MRI 이다. MRI의 초전도체는 0.2 ~ 7 T (Tesla) 정도의 강한 자기장을 만들기 위해 사용된다. 초전도체로는 Nb3Sn 또는 NbTi가 사용되고 초전도체 냉각을 위해 액체 헬륨을 사용한다. 2020. 5. 1.
인슐린이란? 인슐린 (Insulin)은 혈액 속의 포도당 수치인 혈당량을 일정하게 유지시켜주는 호르몬이다. 혈액 속의 포도당이 많아지면 인슐린이 분비되어 혈액의 포도당을 세포로 유입되도록 한다. 인슐린 제대로 분비되지 않으면 혈액 속의 포도당이 증가한다. 즉, 높은 혈당량이 유지 되는데 이것이 당뇨병이다. 인슐린이 분비되면 위산이 증가하여 속쓰림을 유발할 수 있다. 2020. 5. 1.
효모와 효소 차이 효소 (Enzyme)는 아미노산이 중합된 단백질로 촉매 작용을 한다. 단백질 분해와 같은 화학 반응을 촉진시키는 작용을 한다. 일반적으로 알려진 많은 단백질이 효소이다. 효모 (Yeast)는 곰팡이, 버섯 등과 같은 균류 중 하나로 약 1,500 종이 이다. 효모는 술, 빵, 간장, 된장 등을 만드는데 사용된다. 김치에 있는 것은 유산균으로 균이지만 효모는 아니다. 유산균은 원핵세포이고 효모는 진핵세포이다. 정리하면 효소는 단백질로 생물이 아니지만 효모는 균류로 미생물이다. 2020. 5. 1.
신경 신호 전달 인간의 신경은 전기를 통해 신호를 전달한다. 신경을 통해 흐르는 전기의 전압은 자료에 따라 다소 차이가 있지만 대략 -70mV 정도이다. 마이너스 부호는 신경 외부의 전위에 비해 내부의 전압이 낮기 때문이다. 신호가 없을 때는 -70mV이고 신경에 신호가 전달될 때 최대 0mV가 된다. 신경의 신호 전달 속도는 약 120m/s 이다. 2020. 5. 1.
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