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아는 만큼 보이는 세상 : 물리 편 - 사진과 그림으로 단번에 이해하는 81가지 친절한 물리 안내서 ㅣ 아는 만큼 보이는 세상
송경원 옮김, 가와무라 야스후미 외 감수 / 유노책주 / 2023년 2월
평점 :
오랜만에 과학책으로 글을 씁니다. 이 책의 목차를 본 순간 "어머 이건 봐야돼!!"가 바로 떠오르더라구요. ㅎㅎ 그 이유는 제가 항상 접하는 일상 속에서 궁금해도 그냥 넘어가던, 그리고 아이가 물어봐도 대답 못 했던 내용들로 가득 찼습니다. 목차의 처음이 노을은 왜 빨갛고 구름은 왜 하얀색이고 바다는 왜 파란색인가가 나오더라구요. 살아가는데 전혀 지장은 없지만 알 생각도 안 한 그 질문들... 하지만 일론머스크와 제프 베조스는 궁금해서 열심히 팠더니 테슬라와 아마존을 세웠죠..-_-a 이걸 알면 저의 아이가 괜찮은 사람이 되지 않을까 싶은 생각도 들고 저도 궁금했던 내용이라 재미있게 읽었습니다. 짤막한 스토리와 멋있는 자연의 모습, 이해가 쉬운 만화식 자료로 과학을 잘 몰라도 충분히 읽을 수 있는 책이었습니다. 그럼 아이에게 이야기할 수 있는 질문들의 답을 정리해보겠습니다 ^^ 중간에 제가 궁금했던 내용도 있어요~
- 하늘은 왜 파란색일까?
태양 빛은 하얗습니다. 하지만 그 안에 여러가지 색의 빛이 섞여 있어요. 학창 시절 미술수업시간에 물감은 섞을수록 검은색이 되고 빛은 섞을수록 하얀색이 된다는 말이 갑자기 떠오릅니다. 이 빛들은 파동의 형태로 움직이는데 빨간색에 가까울수록 빛의 파장이 길고 보라색에 가까울수록 짧아요. 공식으로는 속도 = 진동 x 파장 이 있는데 쉽게 설명하면 빨간색일수록 샛길로 안 새고 앞으로 쭈~욱 가는 아이로 보면 되고 보라색은 파장이 짧고 진동이 커서 앞으로는 천천히 가고 동네방네 다 들리면서 가는 아이로 생각해보았습니다. ㅎㅎ 그래서 빛의 파장이 짧을수록 산란(물체와 충돌해서 여러방향으로 흩어지는 현상)이 잘 된다고 해요. 낮에 태양은 지면과 가깝게 있습니다. 그래서 보라색과 파란색이 산란을 먼저 하는데 보라색은 이미 산란하고 흩어져버리고 파란색이 산란하는게 보이는거라고 해요. 그러면 저녁이 되면 태양은 내가 서 있는 지면과 멀어지게 됩니다. 그러면 태양과 지면 사이에 뚫고 지나갈 공기층이 더 길어지겠죠? 그러면 보라색, 파란색, 노란색 등등이 다 산란되서 흩어지고 파장이 제일 긴 빨간색만 내 눈에 들어오는 거라고 해요. 초품아면 아이가 아무리 천방지축 아이더라도 어느정도 제 시간에 도착하지만 학교가 멀수록 한 눈 안 팔고 걷는 아이만 도착하는 느낌이었습니다. ㅎㅎ
- 구름은 왜 하얀색이에요? 바다는 왜 파란색이에요?
이것도 빛의 산란과 관련되어 있습니다. 원래 구름은 색이 없다고 해요. 구름은 물입자와 먼지 등 많은 것들이 있는데 빛이 물입자를 만나면 빛이 다 산란되어버립니다. 그러면 구름 안에서 여러 가지 색이 나오는데 위에서 언급한 것처럼 빛은 색이 합쳐질수록 하얀색이 되요. 그래서 구름이 하얗게 보이는거라고 합니다. 그럼 바다는 왜 파란색일까요? 바다도 당연히 색이 없겠지만 파란 하늘을 반사해서 파란 것도 있구요. 물 분자는 빛을 흡수하는데 파장이 큰 빨, 주, 노는 흡수를 하고 파란색 계열은 바닷속 입자에 산란되고 바다 밑바닥에서 반사되서 바다가 파랗게 보이는거라고 합니다.^^
- 눈은 왜 여러가지 모양이 있을까요?
겨울에 하늘에서 내리는 눈을 그림으로 그리면 동그라미로 그리게 되지만 사실 그 눈을 자세히 보면 여러가지 예쁜 모양의 결정으로 되어 있습니다. 다 똑같이 하늘에서 내리는 눈인데 왜 다를까.. 역시 궁금은 했지만 알아볼 생각조차 안 했어요. ㅎㅎ;; 우선 물 분자는 수소결합이라는 것을 해서 육각형모양을 기본 베이스로 이뤄져있습니다. 수소결합을 굳이 알려고 하면 머리가 지끈거리기 때문에 이 결합때문에 육각형이 되고 안은 빈공간이 된다 정도만 알면 될 것 같아요. (전 이과인데 왜 지끈거릴까요..ㅠ) 이제 이 기본 육각형에서 온도와 수증기 양으로 모양이 결정된다고 합니다. 주변에 온도에 따라 기둥모양이 되기도 하고 판형태로 되기도 하고 모서리 부분에 튀어나온 부분이 녹았다가 다시 얼면서 가지가 생기면서 아래와 같이 예쁜 모양이 됩니다. 공기 중에 수증기가 많으면 더 복잡한 모양이 된다고 해요.
- 상어는 무거운데 왜 빨리 헤엄칠까요?
저희 아들이 바다동물 중 제일 좋아하는 동물이 상어입니다. 아들때문에 상어 종류가 이렇게 많다는 걸 알게 되었어요.. 백상아리, 청상아리, 망치상어, 톱상어, 뱀상어, 황소상어, 고래상어, 환도상어 등등.. 아기상어와 옥토넛으로 다져진 지식입니다. ㅎㅎㅎ 이 중 청상아리는 헤엄치는 속도가 40km가 넘는 가장 빠른 상어라고 합니다. 이렇게 빨리 헤엄칠 수 있는 것은 상어의 피부에 돌기처럼 생긴 방패비늘 때문이라고 하는데요. 물이 지나가면서 비늘에 닿게 되면 작은 소용돌이처럼 난류가 생겨 유체 마찰을 줄여주고 최근 연구에는 양력도 높여준다고 해요. 그래서 물의 저항이 줄어들어 빨리 헤엄칠 수 있는건데 수영복이나 비행기에도 적용하고 있다고 합니다. 자연에서 배울 것은 참 많습니다. ^^
- 태양 빛을 어떻게 전기로 바꿔요?
태양에너지 기업의 실적을 정리하다보니 궁금하더라구요. ㅎㅎ 태양전지로 가장 많이 쓰이는 것은 실리콘 계열로 반도체로 만듭니다. 반도체는 도체와 부도체의 중간영역으로 평소엔 부도체였다가 어떤 조건에 의해서 도체가 되는 것입니다. 반도체는 p형과 n형이 있고 이 두개를 붙인 구조로 태양전지를 만드는데 여기에 빛이 닿으면 양전하를 가진 양공은 p형쪽으로, 전자는 n형으로 이동하면서 전류가 흐를 수 있게 되고 빛이 더 강할수록 더 강한 전류가 흐른다고 해요. OCI는 웨이퍼의 소재가 되는 폴리실리콘을 만듭니다.(갑자기 왠 OCI..)
- 번개는 왜 생기는 건가요?
이 질문 역시 궁금하지만 전혀 알아볼 생각을 안 한 질문 중 하나입니다. ㅎㅎ 태양 빛으로 지면이 뜨거워지면 공기가 팽창하면서 하늘로 올라가게 되고 그것이 거대한 구름형태, 적란운을 만든다고 해요. 그러면서 구름 안에 입자들이 서로 부딪치면서 정전기를 만들게 되고 그러면 위쪽은 (+)전하, 아래는 (-)전하로 분리가 된다고 해요. 그렇게 지속적으로 전하가 쌓이면 이제 지표면까지 (+)전하들이 모이게 되고 어느 정도 모이면 방전을 하는 거라고 합니다. 이 때 벼락이 치면서 가장 빠르게 가는 길로 가려다보니 지그재그로 꺾이게 되는거고 이 때 소리가 나는데 그걸 천둥이라고 하죠. 이 번개의 온도는 3만도가 넘는다고 하네요.ㄷㄷ
- GPS로 위치를 어떻게 잡나요?
GPS는 풀네임이 Global Positioning System으로 처음엔 미국국방부에서 미사일로 정확하게 요격하기 위해 위치를 잡는 용도로 개발했다고 합니다. 지금은 전 세계에 무료로 개방이 되었다고 하는데요. 지금 지구 상공에 30대 정도의 위성이 돌고 있다고 해요. 그래서 GPS 위성이 전파를 쏘면 그 전파를 핸드폰이나 네비게이션 등이 받겠죠. 그럼 위성에서 쏜 전파가 수신기에 도착한 시간을 측정해서 속도를 곱해서 거리를 구합니다. 근데 이 때 한개의 위성으로 하는게 아니고 세 개의 위성으로 삼각형을 만들고 수신기까지 보면 삼각뿔 형태로 형성하여 수신기의 위치를 파악한다고 해요. 여기에 네 번째 위성이 한번 더 보정하면 더 정확한 위치를 알 수 있다고 합니다. 참 신기하면서 무료로 개방해준 미국국방부 감사합니다.ㅎㅎ (네비게이션 없으면 운전 못 합니다..)
이 외에도 많은 내용들이 있는데요. 기본적이지만 모르고 있는 것들이 많았습니다. 과학이 무조건 어렵다고 생각하기보다 이런 기본적인 것이 안 쌓이다보니 더 깊이 있는 내용을 배워도 재미가 없고 이해가 힘들었던 것 같아요. 제가 잘 몰랐던 것을 지금이라도 알아서 아이와 이야기를 나누고 아이는 재미있게 세상이야기를 배웠으면 좋겠습니다. 감사합니다 ^^