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소리의 세기와 높낮이 ■ 소리의 특징소리는 소리의 세기, 높낮이, 음색으로 그 특징을 나타냅니다. 이것들은 소리의 3요소로서 세기, 높낮이, 음색이 사람의 목소리를 비롯하여 모든 소리를 구분할 수 있게 하는 기준이 됩니다. 소리는 공기 속을 전해오는 파동입니다. 따라서 소리를 이해하기 위해서는 파동에 대하여 알아볼 필요가 있습니다. 파동을 표현할 때는 파동의 진동수, 파장, 진행 속도, 진폭을 말합니다. 소리의 세기는 음파의 진폭을 의미하고, 이는 매질인 공기 분자가 얼마나 크게 흔들렸는지를 나타냅니다. 크게 진동하는 물체는 주변의 공기를 크게 떨리게, 즉 진동시킵니다. 따라서 진폭이 큰 음파를 만들게 됩니다. 평소에 말을 할 때에 에너지를 많이 써서 이야기하면 소리의 진폭이 커져서 목소리가 커집니다. ..

초음파와 초음속의 세계 ■ 초음파와 동물사람은 20~20,000Hz 범위의 진동수를 갖는 소리를 들을 수 있으며, 이러한 소리를 ‘가청 진동수 영역’에 있다고 합니다. 20,000Hz 이상의 소리는 일반적으로 들을 수 없으며, ‘초음파(supersonic wave)’라고 부릅니다. 초음파는 의료 기기, 거리 탐사에 이용되는 등 광범위하게 사용되고 있습니다. ▲초음파를 이용한 의료 검사(출처: 에듀넷) 박쥐와 돌고래는 초음파를 이용하는 대표적인 동물들입니다. 박쥐는 시각이 큰 기능을 발휘할 수 없는 환경에서 초음파를 이용해 성공적으로 적응한 생물입니다. 200년 전, 이탈리아의 과학자 라자로 스팔란차니는 박쥐가 어둠 속에서 어떻게 길을 찾는가를 조사하였습니다. 그는 박쥐의 눈을 가렸으나 박쥐는 여전히 잘 ..

혼합물이란? ■ 혼합물우리가 주변에서 보고 만지는 모든 사물은 물질로 이루어져 있습니다. 연필, 지우개, 옷, 신발, 가방, 컴퓨터, 냉장고, 장난감, 인형, 흙, 돌, 나무, 시냇물, 우리가 먹는 음식들, 우리의 몸, 모두 물질로 이루어져 있습니다. 이러한 물질들을 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있는데, 첫 번째 여러 가지 물질들이 섞여 있는 ‘혼합물’, 두 번째 한 가지 물질로만 되어 있는 ‘순물질’입니다. 먼저 혼합물에 대해 알아보겠습니다. 혼합물이란, 고유의 성질을 가지고 있는 각각의 물질이 그 성질을 그대로 유지하면서 다른 물질과 섞여 있는 것을 말합니다. 예를 들면, 갖가지 맛있는 나물들이 들어 있는 비빔밥을 들 수 있습니다. 이 비빔밥에는 여러 가지 종류의 나물들과 고추장, 그리고 밥이 들어..

배설 기관의 구조와 기능 우리 몸의 배설 기관에는 오줌을 만들어 내는 신장(콩팥)과 땀을 만들어 내는 땀샘이 있습니다. 이러한 배설 기관은 몸속에 생긴 노폐물을 몸 밖으로 내보냄으로써 몸속의 상태를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 해 줍니다. 신장은 혈액 속의 노폐물을 걸러 내어 오줌의 형태로 내보내 주는 배설 기관입니다. 길이 10cm, 너비 5cm, 두께 3cm 정도의 강낭콩의 모양으로 횡격막 아래에 등 쪽으로 좌우에 1개씩 자리 잡고 있습니다. 신장은 체내 대사 과정의 노폐물 등 생명체에 유독하고 불필요한 물질을 소변으로 배설하는 기능을 가지고 있습니다. 노폐물과 불필요하게 많은 수분, 그리고 무기 염류를 오줌으로 만들어 내보냄으로써 혈액 내의 이온 농도와 pH, 그리고 혈압을 조절해 주는 것이지요..

호르몬과 건강 ■ 호르몬을 분비하는 기관과 종류호르몬은 우리 몸의 특정 기관에서 만들어진 후 분비되어 혈액을 따라 이동하여 우리 몸의 세포나 기관에 작용하는 화학 물질입니다. 호르몬은 멀리 떨어져 있는 세포나 기관에 신호로 작용하여 우리 몸의 생리 작용을 조절하는데, 이 때 호르몬을 만드는 기관을 ‘내분비샘’, 호르몬이 작용하는 기관을 ‘표적 기관’이라고 합니다. 호르몬은 신체의 성장과 발달, 대사 및 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 담당하고 있습니다. ▲호르몬의 종류와 기능(출처: 에듀넷) ■ 호르몬과 질병호르몬들은 아주 작은 양으로도 기능할 수 있기 때문에, 우리 몸에서 일정한 비율과 농도로 존재합니다. 특정 호르몬이 우리 몸에서 너무 부족하거나 반대로 너무 많이 분비되면, 우리의 몸은 균형이 깨..

호흡이란? 만약 코와 입이 막히게 된다면 우리는 어떻게 될까요? 호흡을 할 수 없어 숨이 막혀 죽게 될 것입니다. 우리 몸의 세포는 영양소가 없어도 죽지만, 영양소가 있어도 산소가 없으면 에너지를 얻을 수 없어 죽게 되기 때문입니다. 폐는 이러한 호흡에 필수적인 기관입니다. 공기의 들숨과 날숨을 통해 산소를 얻고 이산화탄소를 배출하는 기관이 바로 우리 몸 속의 폐이기 때문입니다. 그런데 우리의 폐(肺;허파;lung)는 근육이 없어 스스로 움직이지 못합니다. 왜 그럴까요? 우리가 호흡을 통해 들이마신 산소는 폐로 들어가 폐의 모세혈관을 통해 온몸으로 퍼지고, 반대로 이산화탄소는 폐를 통해 몸 밖으로 내보내지는데 폐에 근육이 있으면 호흡 작용이 활발히 일어나야 할 폐의 두께가 두꺼워져 이산화탄소와 산소의 가..

배설과 배출 생명을 유지하기 위해 우리는 물질대사를 통해 에너지를 계속 만들어야 합니다. 이 과정에서 여러 가지 노폐물이 생기게 되는데 이러한 노폐물에는 수분, 이산화탄소, 암모니아 등이 있습니다. 이들이 체내에 쌓이면 체내의 항상성이 깨지고 여러 가지 독성이 나타나므로 우리 몸은 노폐물을 체외로 내보내게 되는데 이와 같이 생명의 물질대사 결과로 몸에서 생긴 노폐물을 땀과 오줌의 형태로 내보내는 것을 '배설'이라고 합니다. 이는 대변을 몸 밖으로 내보내는 배출과 구분되는데 ‘배출’은 소화된 음식물 찌꺼기를 단순히 몸 밖으로 내보내는 과정을 말합니다. 따라서 대변(똥)은 배설물이 아니라 배출물이 됩니다. 섭취한 음식물로부터 영양분을 흡수하고 남은 찌꺼기인 똥에는 각종 세균들이 포함되어 있는데 이러한 똥이 ..

신에너지 신에너지는 기존에 쓰이던 석유, 석탄, 원자력, 천연 가스가 아닌 새로운 에너지를 의미합니다. 이러한 신에너지에는 수소 에너지, 연료 전지, 석탄을 액화·가스화한 에너지가 포함됩니다. 수소 에너지는 물, 유기물, 화석 연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리한 후 연소시켜 얻는 에너지로서, 일반 연료, 수소 자동차 등 여러 분야에 활용 가능합니다. 수소는 화석 연료보다 풍부하게 존재하는 물을 분해하여 얻을 수 있기 때문에 이용 가능량이 많고, 연소시켜도 산소와 결합하여 다시 물이 되므로 친환경적인 에너지입니다. 하지만 수소를 얻거나 저장하는 기술에 비용이 많이 들어가므로 기술 발달이 필요한 상황입니다. 현재 자동차에 사용되는 연료는 가솔린, 경유 등 화석 연료인데, 자원 고갈과 환경 오염에..