거울과 우유곽을 이용해 간단한 마술저금통을

만들어 보고 빛의 정반사에 대해 이해한다.

매직 저금통 만들기

경기도교육청지정 과학교육선도학교

경기도교육청지정 과학교육선도학교

「이천중학교」

「이천중학교」

탐구실험

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실험준비

1. 관련단원 : 중학교 2학년 6단원 빛과 파동

2. 준 비 물 : 200mL 우유곽, 아크릴 거울, 패턴종이, 벨크로 테이프

3. 구입방법 : 문구사

4. 소요경비 : 1000원 정도

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제작방법

200mL우유곽,패턴종이, 아크릴거울을 준비	패턴종이를 잘라 준비한다.	접었을 때 딱 절반이 되도록 가위로 자른다
한면만 길게 두고 나머지 3면은 1cm정도 남기고 잘라낸다.	위쪽에 동전구멍을 만들고 패턴종이의 대각선으로 거울(5.5*7.7cm)을 넣는다.	벨크로테이프를 붙여 뚜껑을 닫고 관찰한다.

1. 200mL 우유곽을 깨끗이 씻고, 패턴종이와 아크릴거울, 벨크로테이프를 준비한다.

2. 패턴종이는 선을 따라 잘라 4장을 준비한다.

3. 모서리를 칼로 딱 절반이 되도록 자른다.

- 잘린 부분을 접었을 때 전체높이의 반이 되도록 맞춘다

4. 가장 깨끗한 면을 남기고, 나머지 3면을 1cm정도 남기고 잘라준다.

- 깨끗한 면은 관찰구멍을 뚫어 뚜껑으로 사용되고, 나머지 3면은 뚜껑과 접착하기 위해 1cm정도의 면이 필요하다.

5. 안쪽에 패턴종이를 넣고 뚜껑에 관찰구멍을 뚫고, 위쪽에 동전구멍을 뚫은 다음 대각선으로 거울을 넣는다.

- 관찰구멍은 패턴종이 중에 사각형이 그려진 종이를 뚜껑에 붙이고 사각형 크기만큼 뚫는다.

- 거울은 동전구멍이 안보이도록 대각선으로 넣는다.

- 동전구멍으로 길게 자른 종이를 넣어 사라지는 것처럼 보이는지 확인한다.

6. 뚜껑과 상자에 벨크로 테이프를 붙여 완성한다.

- 벨크로테이프를 사용하는 이유는 나중에 동전을 뺄 때 사용하기 위해서이다.

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수업시간 활용방법

1. 동전을 구멍으로 넣어 사라지는 것을 보여준다.

- 반복해서 보여주기 위해서 동전에 스카치테이프를 붙여서 넣다 뺐다를 반복하며 보여주면 좋다.

- 왜 동전이 안보이게 되는지 빛의 반사가 어떻게 일어날지 토의해 보자

2. 안에 거울이 들어있는 어떻게 확인할 수 있는가?

- 뚜껑을 열고 연필등을 넣어 안에 거울이 있음을 보여 준다.

3. 매직저금통 안에서 일어나는 반사는 정반사인가 난반사인가?

- 정반사이다.

4. 저금통안에 거울이 들어있다는 것을 눈으로만 봐서는 알 수 있는가?

- 알 수 없다.

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유의점

1. 우유곽이나 거울을 자를 때 손을 다치지 않도록 주의한다.

2. 패턴종이가 없다면 검은색 종이를 사용해도 된다.

3. 거울과 안쪽벽의 경계 부분에 틈이 없도록 잘 넣어 주어야 한다.

3. 동전을 너무 많이 넣으면 거울이 휘어질 수 있으므로 주의한다.

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과학적 원리

물체에 반사된 빛이 눈으로 들어와야 물체를 볼 수 있다. 그런데 저금통으로 들어간 동전은 저금통 사이에 대각선으로 위치한 거울 때문에 가려져서 볼 수 없게 된다. 대신 바닥에 있는 패턴 무늬가 거울에 반사되어 우리 눈으로 들어오게 된다. 그런데 우리는 우리눈으로 들어온 빛이 반사되어 왔는지를 알 수가 없다. 우리가 알 수 있는건 패턴무늬의 빛이 우리눈으로 들어왔다는 것만 알 수 있다.

그리고 빛은 직진한다고 알고 있기 때문에 거울에 반사되어 온 바닥에 있던 패턴무늬의 빛을 저금통 안쪽벽면에 있는 패턴무늬에서 온 빛이라고 착각을 하게 된다. 그래서 저금통 안에는 아무것도 없다고 착각을 하게 된다. 이처럼 거울의 정반사를 이용하면 물체를 사라지게 한다거나 일부가 없어져 보이는 것처럼 만들 수 있다.

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창의적 문제

문 : 거울대신 패턴종이를 대각선으로 넣으면 어떻게 보일까?

답 : 패턴종이를 넣어 놓아도 패턴종이 때문에 뒤에 있는 동전이 보이지 않으니까 사라질 것처럼 생각되지만 그렇지는 않다.

거울에 반사된 패턴무늬는 우리눈으로 보았을 때 실제 뒤에 있는 패턴무늬와 거리가 같으므로 패턴무늬가 뒤에 있는 것으로 착각하게 되지만 거울대신 넣어 놓은 패턴무늬는 그렇지 않다.

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응 용

1. 우유곽보다 더 큰곽으로 매직저금통을 만들어 보면 더 좋다.

2. 매직저금통 안에 들어있는 거울을 아래로 넘어뜨릴 수 있도록 만들면 아무것도 없는 곳에서 동전이 나타나는 것처럼 보이는 마술도구를 만들 수 있다.

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참고자료 및 출처

- 매직 저금통 만들기 동영상 http://sciencelove.com/zbxe/44396

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설계도 및 출력자료

<패턴종이>