공명현상과 MRI 원리

전자레인지 원리를 설명하다보니 공명이란 단어를 사용했습니다. 기본적인 과학원리로는 가능하지만 기술적으로 더 좋은 방법으로 만들어진 전자레인지에 대한 설명을 올렸었습니다.

       2019/03/22 - [과학이야기/부엌에서] - 전자레인지의 원리

1. 공명이란?

진동하고 있는 물체에 주기적인 힘을 주면 힘의 진동수와 물체의 진동수가 같으면 진동은 심해지고 진폭이 커지는 현상을 말합니다. 진동수가 같은 소리굽쇠 두개를 준비해서 하나를 진동시켜 가까이 두면 진동하지 않던 소리굽쇠가 진동을 하는 현상입니다.

쉽게 생활에서 본다면 그네를 타고 있는 아이가 1초에 한번씩 왔다갔다 한다면 사람이 뒤에서 1초에 한번씩 밀어주면 그네가 더 높이 올라가는 것과 비슷한 원리입니다.

2. 무너진 타코마다리

1940년 미국의 타코마 다리는 강한 바람이 아니라 보통의 바람으로 무너졌습니다. 바람이 조금 불어 다리가 흔들리기 시작하자 같은 진동수의 바람으로 점점 더 많이 흔들려서 무너진 것입니다.

발맞추어 걷던 군인들이 다리위에서 지나갈 때는 막 걸으라고 한답니다. 공명으로 다리가 무너지지 않게하기 위한 것입니다.

몇년전 건물의 진동으로 입주민이 놀란 적이 있는데 꼭대기층의 체육시설에서 발맞추어 운동을 할 때 그 진동수가 건물에 공명되어 흔들렸다는 뉴스를 본 적이 있는데 이것이 사실이라면 같은 원리입니다.

3. MRI 원리

보통 암진단이나 부드러운 조직을 볼 때는 병원에서 흔히 MRI 사진을 찍습니다. 자기공명 현상이라고도 합니다.

출처:네이버지식백과

세포의 핵은 스핀을 가지는데 스핀은 막대자석과 비슷한 성질이 있습니다. 양자적인 성질을 가지고 있어 자기장속에서는 세차운동을 합니다. 자기장이 크면 세차운동의 진동수가 큽니다. 세포의 위치를 알기 위해 위치마다 다른 세기의 자기장을 걸어줍니다.

세차운동의 진동수와 같은 전자기파를 쪼이면 흡수하고 난 뒤 다시 같은 전자기파를 내놓고 원래대로 되돌아갑니다.  지방과 보통근육, 뇌조직들은 각각 원래대로 되돌아가는데 걸리는 시간이 다릅니다.

이 다른 시간을 측정해 보면 근육 조직이 있어야 할 위치에 지방이 있다는 것을 알아낼 수 있습니다.