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세탁기 안의 통이 돌다가 멈출 때 쿵쿵소리가 나는데 왜 그런거죠?

* 2004.01.15 답글
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Q. 세탁기의 경우 탈수할 때 세탁통이 돌면서 회전속도에 따라 세 탁기에 규칙적인 충격을 가하게 된다. 통이 빠르게 돌 때는 세 탁기의 고유진동수와 달라 별다른 영향을 주지 못하다가 속도 가 줄어들면서 어느 순간 고유진동수와 일치하게 되어 공명이 일어나 흔들리는 것이다. 이처럼 공명은 일정한 진동수에는 민 감하게 반응하지만 그 범위를 크게 벗어나면 반응자체가 없어지 기도 한다. 정해진 주파수를 가진 빛만 인식할 수 있는 동물의 눈이라든가, 일정한 영역의 음파에만 반응을 하여 소리를 듣 는 동물의 귀는 미세한 신호에 반응하는 공명기관이다. 동물마 다 들을 수 있는 소리와 볼 수 있는 빛이 조금씩 다른 것은 공 명영역이 각자 조금씩 다르기 때문이다. 현대 의학과 공명 핵자기공명은 1964년에 발견된 이후 화학적, 의학적인 분야에 적용돼 왔다. 물질은 원자로 이루어져 있으며 원자는 핵과 전자 들로 구성돼 있다. 원자들이 자기장 속에 있으면 회전하고 있 는 전자 때문에 에너지차가 생기고 이에 비례하는 진동수가 결 정된다. 물질에 전자기파가 들어와서 결정된 진동수와 공명이 일어나면 전자기파는 흡수된다. 즉 높은 에너지를 갖게되는 것이다. 이것 을 핵자기공명이라고 한다. 물질 내의 수소 원자는 외부 자기 장 뿐만 아니라 주변 원자의 자기장에 의해서도 영향받는다. 같 은 종류의 핵이더라도 조금씩 다른 공명 주파수를 보인다. 따라 서 공명 진동수를 연구해 물질 내의 여러 구조에 대해서 알 수 있다. 핵자기공명 현상을 의학적인 분야에 응용한 장치가 자기공명 단 층촬영장치인 MRI다. 이것은 X선을 사용하지 않고 인체의 단면 사진을 찍는 장치인데 X선 단층 촬영보다 더 높은 해상도를 가 진다. 인체의 대부분은 물(H₂O)로 이루어져 있다. 신체 검사를 하 고 있는 사람의 몸에 자기장을 걸어주면 몸 안에 있는 수소 원 자는 공명 현상에 의해 외부의 전자기파로부터 특정 진동수의 에너지를 흡수한다. 흡수된 에너지가 다시 낮은 상태로 될 때까 지의 시간은 질병을 가진 세포에 따라서 다르므로 질병에 대한 유용한 정보를 제공한다. 이것은 방사선을 쓰지 않고 고주파의 전자기파를 사용하므로 인 체 세포에 거의 무해하다는 장점을 가지고 있다.



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