[무엇이든지 물어보세요] 라식수술의 원리

광학
▲ 라식수술의 원리
보통 흔히 말하는 시력교정시술은 근시를 교정하는 것이 대부분이다. 라식은 레이저로 각막을 오목렌즈처럼 깎아 초점이 망막에 제대로 맺힐 수 있도록 하는 것이다. 근시란 간단히 말해 눈의 검은 동자인 각막과 수정체의 굴절력이 너무 세서 그 초점이 망막보다 앞에 맺히는 상태이다.

이를 교정하기 위해서는 오목렌즈로 만들어진 안경을 착용해야 한다. 이렇게 오목렌즈를 사용하는 대신 각막을 깍아서 오목렌즈처럼 만들어서 망막 앞에 맺히던 상이 정확하게 망막에 맺히도록 하는 것이다.

사람 각막 두께는 평균 0.5㎜(500㎛) 정도인데 라식수술은 먼저 각막상피를 마이크로케라톰이라는 미세각막절삭기로 잘라내 각막뚜껑을 만들고 각막뚜껑을 열어젖힌다.

그런 다음 각막실질부에 레이저를 조사해 각막을 평평하게 만든다. 이때 오목렌즈처럼 만드는 것이다.

레이저 조사가 끝나면 처음에 만든 각막뚜껑을 제자리에 덮고 수술을 마치게 된다.

에너지 반응
▲ 빙산이 잘 녹지 않는 이유
빙산은 북극이나 남극에 있는 커다란 얼음덩어리에서 떨어져 나온 것 중 빙괴가 해면위로 5m이상인 것을 말한다. 일반적으로 해면 아래의 빙괴는 위에 비해 6~7배정도 크다. 이렇게 보이는 것에 비해 물속에 크게 숨어있어 선박과의 충돌피해가 있었지만 요즘은 위성을 사용하여 거의 피해가 없다고 한다.

이루고 있는 물질을 보면 바다위에 있지만 순수(純水)에 가까운 물로 되어 있으며, 포함되어 있는 고형물은 매우 적다(4ppm이하). 또 7∼30%의 공기를 포함하고 있다. 빙산이 녹아 저위도지방으로 흐르는 것에 의해 기후변화가 나타나기도 한다.

그리고 소금물에 넣은 얼음이 잘 녹지 않는 것은 소금의 어는점과 녹는점 때문이다.
이것은 눈 오는날 소금을 뿌리는 것과 같은 원리이다. 어떻게 한 경우는 녹고 한 경우는 녹지 않을까?

일단 소금이 들어간 얼음이 주변의 온도를 낮추는 것을 이용한 실험을 예로 들어보겠다. (두 가지 모두 집에서 해볼 수 있는 실험이다.) 얼음 가루에 소금을 3:1의 비율로 섞고 그 안에 작은 유리잔에 설탕물을 넣으면 설탕물이 어는 간이 냉장고 실험이다. 얼음가루만 있는 곳에 넣으면 얼지 않고 얼음가루가 녹을 것이라는 것은 상상할 수 있다. 얼음에 소금이나 이물질이 들어가면 왜 다른 물질은 물의 어는 온도를 낮추는 것일까?



즉, 얼음에 소금이 들어가면 왜 얼음이 녹게 되는 것일까? 그 이유는 소금이 얼음에 닿아서 불규칙한 상황을 만들어 주기 때문이다. 얼음보다 물이 더 불규칙한 분자 배열상태를 가지고 있다는 것을 인식한다면 쉽게 이해가 될 것이다.

얼음에 있던 분자가 열을 받아서 더 활발하게 움직여 불규칙한 배열을 갖는 물이 되는 경우도 있지만, 소금이 얼음에 닿아서 얼음이 불규칙한 배열을 가질 수 있도록 도와주어서 물이 될 수도 있는 것이다.

소금을 뿌릴 때 얼음의 온도가 영하 0.5도라고 한다면 이 온도에서 얼음이 물로 변해 버렸으니 얼음의 어는 온도가 낮아진 셈이 되는 것이다. 이것을 ‘어는점 내림’ 현상이라고 한다.

어는점 내림 현상에 의해 얼음이 물로 변할 때 온도가 많이 내려가게 된다. 그것은 물이 얼음보다 에너지를 많이 가지고 있는 상태이므로 얼음이 녹을 때 주위에서 열을 빼앗기 때문이다. 그래서 간이 냉동실을 만들 수 있는 것이다.

이것을 이용한 또 다른 실험은 얼음위에 실을 올리고 그 위에 소금을 살짝 뿌려주면 실이 얼음에 붙은 채로 얼어버려 실로 얼음을 들어올릴 수 있는 것이다. 소금이 얼음에 닿아 실 주위의 얼음을 녹이면서 다시 낮아진 온도 때문에 순간적으로 얼음이 다시 어는 것이다.

이런 이유로 소금물에 들어있는 얼음은 녹으면서 주변의 열을 빼앗아 일부분을 다시 얼리는 것이 아닐까 생각된다.

지구물리학
▲ 지구의 평균온도
지구의 평균온도는 288k이다. 절대온도로 표현하게 되면 이렇게 되고 섭씨온도로 표현하게 되면 288에서 273도를 빼면 되므로 약 15도가 된다.지구는 위도에 따라서 지구 표면온도와 대기의 온도가 다르게 된다. 적도 지방이 가장 높은 온도를 가지게 되고 극 지역은 적은 온도를 가지게 되어 결국 공기나 해수의 흐름에 의하여 지구의 온도가 평형에 도달하게 된다.

이렇게 평균적으로 도달하는 온도의 지구 표면의 평균 온도가 약 15도정도가 되는 것이다. 지구의 전체적인 온도가 15도가 되는 것은 아니다. 지구의 태양복사에너지의 면적에 대한 위도에 대한 차이 때문에 공기층의 온도와 밀도 등으로 날씨가 생겨나게 되고 기후가 생겨나게 되어 지구의 현 모습의 여러 현상이 일어난다.