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중학교 1학년 과학/6단원 (빛)115

스마트폰에 연결하는 투과형 분광기 만들기2 스마트폰에 연결하는 투과형 분광기 만들기. 일단 아래 동영상을 보자. https://youtu.be/DWe9ks12p6A 기존에는 CD를 이용해서 스마트폰용 분광기를 만들었다. 그런데 최근에 CD를 구하기가 점점 어려워 진다. 그래서 CD 대신 분광필름을 이용해서 분광기를 만들어 보았다. (분광필름은 교구사 에서 500line 짜리로 구입하면 된다.) A4용지에 전개도를 출력하면 2개의 전개도가 나온다. 반으로 접어서 풀로 붙인 다음, 실선을 따라 잘라내면 된다. 이때 검은색으로 칠해진 부분이 나중에 분광기 안쪽이 될 부분이다. 반으로 접는 이유는 종이를 어느 정도 두껍게 만들어 주고, 분광기 안쪽을 검은색이 되게 할 수 있기 때문이다. 관찰구멍을 잘라내고 그 자리에 분광필름을 붙인다. 처음에는 안쪽에 .. 2021. 11. 24.
빛의 삼원색 합성(웹용) 예전에 만든 빛의 삼원색 합성 프로그램을 웹상에서 가능하도록 만들었다. 스마트폰에서도 사용이 가능하기 때문에 비대면 수업에서도 사용할 수 있다. 기본 빛의 삼원색을 합성해 볼 수 있고 그림자 변경 스위치를 눌러 칼라 그림자를 만들어 보거나 RGB 그림을 합성해 볼 수 있다. 아래 링크로 접속하면 된다. https://sciencej.cafe24.com/html5/3light/3light.html 수업시간 활용 방법은 파란색을 제외하고 빨간색과 초록색만을 가지고 먼저 합성해 보게 하면 좋다. 특히 2번째 칼라그림자를 만들때 학생들을 이해시키기 좋다. 2021. 8. 14.
아파트 현관문 외시경(관찰구멍) 원리 탐구 - 렌즈작도 오래된 아파트 현관문에는 밖을 살펴 볼 수 있는 외시경이 달려 있다. 안에서 밖을 보면 넓은 범위(작게 보인다)를 볼 수 있지만 밖에서 안을 보면 잘 보이지 않는다. 갑자기 원리가 궁금해 졌다. 아마 갈릴레이 망원경과 같은 원리가 아닐까 추측해 보았다. 상이 똑바로 보이는 걸로 봐서 케플러식 망원경 원리는 아닌 것 같고, 갈릴레이식 망원경 원리와 비슷할 것이다. 즉 볼록렌즈와 오목렌즈의 조합으로 이루어 져 있을 것이다. 갈릴레이 망원경을 거꾸로 들고 보면 세상이 작게 보이고 뚜렷하게 보인다. 하지만 망원경을 제대로 들고 보면, 초점을 잘 맞추지 않으면 뚜렷한 상을 볼 수 없다. 즉 현관문 외시경은 밖에서 안을 볼때는 초점이 안 맞춰진 망원경일 듯 싶다. 학생들에게 탐구과제로 제시해도 재미있을 듯 하다. .. 2020. 12. 9.
블랙박스에 촬영된 빛 반사의 장난 - 유령의 장난? - 어두운 곳과 밝은 곳 블랙박스에 촬영된 영상이다. 유령의 장난인지 일단 한번 보고 생각해 보자. 운전석과 앞유리 사이에 올려 놓은 마스크가 지하주차장에서 앞유리에 나타났다 사라졌다를 반복한다. 영상을 돌려 보는 순간 섬찟하다. 하지만 이유는 간단하다. 지하주차장 위에 형광등 빛이 강할때는 차안으로 투과되어 들어오는 빛의 양이 많기 때문에 앞유리에 반사되는 빛이 잘 안보이게 된다. 이런 현상은 낮에 별이 안보이는 것과 같은 원리다. 반대로 지하주차장 위에 형광등이 없는 부분을 지날때는 앞 유리 바깥쪽이 어두워 지기 때문에 투과되어 오는 빛이 약해진다. 그래서 안쪽에서 반사되는 빛이 상대적으로 많게 느껴지고, 그래서 운전대 위에 마스크가 뚜렷하게 보이게 된다. 너무나 당연한 현상이지만 보면 볼수록 재미있다. 과학을 알고 보면 재.. 2020. 6. 1.
열화상 카메라에 찍힌 유령? 열화상 카메라는 적외선을 감지하는 카메라이다. 사람의 눈은 가시광선을 본다. 가시광선 대부분은 유리를 통과하지만 적외선은 유리에서 대부분 반사가 된다. 즉 적외선 입장에서는 유리가 거울과 같은 역할을 하는 것이다. 열화상 카메라에 촬영된 영상은 사실 카메라 뒤에 서있는 사람들이 현관문 유리에 반사된 영상이다. 열화상 카메라로 보면 잘 반사되지 않는 금속표면에서도 거울처럼 반사된 사람의 모습을 볼 수 있다. 원리를 모르는 사람들은 유령이 촬영되었다고 착각하기 쉽다. 빛은 가시광선만 있는 것이 아니다. 빛에는 자외선, 적외선도 있다. 다만 우리는 빛의 영역에서 아주 작은 영역인 가시광선만 볼 뿐이다. 우리가 보는 세상은 극히 일부에 불과하다. 눈에 보이지 않는 빛들도 빛의 성질을 따르며 우리가 알지 못하는 .. 2020. 5. 28.
아나모르포시스 만들기(원형거울 이용 왜곡상) 전개도 및 프로그램 원형거울을 이용하여 왜곡된 상을 관찰하는 활동이다. 인터넷 상에 아나모르포시스라고 검색하면 많은 그림들이 나온다. 최근에는 교과서에도 실려 있다. 학생들이 직접 활동을 하면 좋겠다는 생각을 했다. 그래서 왜곡된 그림을 직접 그릴 수 있게 전개도를 만들어 보았다. 전개도를 출력해서 나눠 주면 아래쪽 사각형표에 자신이 원하는 그림을 그려보고, 그 중에 마음에 드는 그림을 위쪽 반원형에 옮겨 그리면 된다. 그리고 완성되면 원형거울을 이용해서 관찰하면 된다. 아래쪽 4각형 표가 4개인 이유는 여러개 그려보고 마음에 드는 것을 선택할 수 있게 하기 위해서다. 완성된 그림은 원형 거울을 가운데 놓고 관찰하면 된다. 아나모르포시스 만들기 전개도를 만들다가 생각난 김에 프로그램도 만들어 보았다. 아나모르포시스 만들기 .. 2019. 12. 4.
빛의 삼원색 합성 인식 가상 실험 프로그램 - 수업설명팁 포함 빛의 합성을 가르칠때 어째서 4가지나 5가지가 아니라 딱 3가지 색만을 이용해서 모든 빛을 합성할 수 있는지에 대해 설명하려고 만들었다. 빛의 삼원색 합성을 그냥 외워도 되지만 과학은 암기 과목이 아니므로 이해를 하는 것이 중요하다. 사실 우리 망막에는 적원뿔세포, 녹원뿔세포, 청원뿔세포들이 모여있고 각각의 원뿔세포는 3가지색(적색,녹색,청색)을 각각 인식하기 때문에 빛의삼원색이 생겨난 것이다. 그래서 수업시간에 다음과 같이 가르친다. 우리는 눈으로 빛이 들어오면 볼 수 있다는 것을 배웠다. 그렇다면 색은 어떻게 인식하게 될까? 그건 간단하다. 망막에는 3가지 색을 감지하는 각각의 원뿔세포가 존재하는데, 이 원뿔세포는 그냥 색을 감지하는 기계장치 처럼 빨강,초록,파랑색 빛이 들어오면 각자가 자신의 색을 .. 2019. 11. 17.
평면거울 가상실험 - 거울에 반사된 상의 크기와 위치 실험 평면거울에 반사된 상의 크기와 위치를 알아보는 가상실험이다. 2015 개정교육과정 과학교과서에 나오는 실험이다. 작도가 빠지고 관찰 실험에 의해 상의 크기와 위치를 확인하게끔 설계가 되어 있어, 그에 맞춰서 가상실험을 만들었다. 평면거울 뒤에 물체를 놓아 볼 수 있고, 평면거울을 사라지게 할 수도 있다. 높이가 사물의 절반인 평면거울을 놓고 거울 앞과 뒤의 물체의 위치를 옮겨가며 한개의 물체처럼 만들어 보는 실험을 통해서 평면거울에 의해 생기는 상의 위치 그리고 크기를 확인할 수 있다. 실제 실험은 아래 링크에서 확인할 수 있다. 실제 실험과 함께 활용하면 좋다. https://sciencelove.com/2325 실제 실험처럼 보이도록 노력했고, 우측 조작창에서 실제로 거울앞과 뒤의 물체 위치를 조절해.. 2019. 7. 7.
거울에 반사된 상의 모습 착시 - 당연한 것은 없다. 거울에 반사된 상은 거울면에 대칭이다. 우리는 매일 거울을 봐 왔기 때문에 누구나 잘 알고 있다. 그런데 우리의 믿음이 깨지는 순간 우리는 당황하고 혼란스러워 진다. 그러면서 평상시에 안하던 깊은 생각을 하게 되고, 창의력이 생겨난다. 당연한 걸 당연하게 보는 순간 할 수 있는게 아무것도 없다. 그리고 세상에 당연한 것은 없다. 그냥 당연하다고 믿고 있을 뿐. 수업시간에 학생들이 거울에 반사되어 생기는 상의 모습에 대해 완전히 이해했다고 믿는 순간 다음 사진을 제시할 예정이다. 이 사진은 진짜일까? 조작된 걸까? 그렇게 생각하는 이유는? 너무나 당연한 걸 보면 더이상 토의할 말이 없다. 그런데 위 사진을 보여주면 할 말이 많다. 많은 말이 오간다음에 정답을 알려 준다. 이건 실제 사진이다. 조작된 것이 .. 2019. 2. 13.
렌즈 작도와 거울 작도 가상실험 앱 - 스마트폰용 물체의 거리에 따라 렌즈나 거울에서 어떻게 보이는지 작도하면서 확인하는 앱이다. 초,중,고에서 다 사용할 수 있게 렌즈나 거울을 통해 보이는 모습을 한쪽 옆에 나타나게 했다. 렌즈작도에서는 카메라나 망막에 상이 맺히는 원리도 알아 볼 수 있다. 최대로 축소하고 물체를 최대한 멀리 놓으면 상이 초점부근에서 맺힌다는 것도 보여 줄 수 있다. (돋보기로 태양빛을 이용하여 물체를 태우는 원리) 물체를 움직일 수 있고, 물체의 크기를 조절할 수 있고, 초점거리도 조절할 수 있다. 앱은 아래 링크에서 다운 받거나 플레이 스토어에서 '렌즈작도 가상실험' '거울작도 가상실험'으로 검색해 보면 된다. 렌즈작도 가상실험 https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sci.. 2019. 1. 24.
<수업설명팁>평면 거울에 의해 만들어지는 상 관찰 고전적인 내용이다. 평면거울에 의해 만들어지는 상은 거울면에 대칭인 곳에 물체와 같은 크기 같은 모양으로 만들어진다. 그래서 거울면에 대칭인 곳에 똑같은 물체를 놓으면 언뜻보아서는 이것이 거울에 반사된 상인지 실제 물체가 그곳에 있는 건지 잘 구분되지 않는다. 모눈종이 중간에 거울을 올려 놓고, 모눈종이 칸수를 세어서 거울면에 대칭이 되는 곳에 똑같은 딱풀을 놓았다. 일부러 거울의 높이는 딱풀의 절반 정도 되는 것을 사용하였다. 그럼 거울의 아래쪽은 반사된 물체가, 거울의 위쪽은 실제 뒤에 있는 물체가 마치 한개의 물체처럼 보인다. 이제 시선을 옮겨가며 관찰해 보자. 어디까지가 거울에 반사된 모습이고, 어디부터가 실제 뒤에 놓여진 물체를 보는 것인지 구분하기 힘들다. 학생들에게 미러링을 해서 보여 주었는.. 2018. 12. 11.
레이저로 풍선 터트리기(빛의 반사와 흡수) 별지시기(녹색 레이저)를 이용하여 풍선을 터트려 보자. 녹색 레이저를 검은색 풍선과 초록색 풍선에 비추면 다 터질까? 검은색 풍선에 비추면 잠시 후 터지는 것을 볼 수 있다. 검은색은 모든 빛을 다 흡수하므로 녹색레이저를 흡수하기 때문에 쉽게 터진다. 하지만 녹색 풍선에 레이저를 비추면 터지지 않는다. 이유는 간단하다 풍선이 녹색으로 보이는 것은 녹색을 반사하기 때문이다. 따라서 녹색 풍선은 녹색레이저 대부분을 반사한다. 그래서 풍선은 터지지 않고 유지될 수 있는 것이다. 만약 빨간색, 또는 파란색 풍선에 비춘다면 어떻게 될까? 검은색 풍선처럼 녹색레이저를 흡수하므로 터지게 될 것이다. 하얀색 풍선은 안터질 것이다. 만약 노란색 풍선에 비추면 노란색은 빨간색과 초록색을 반사하므로 안 터지겠지만, 자홍색에.. 2018. 11. 21.
큐브 RGB프리즘을 이용한 빛의 삼원색 합성 및 분산 빔프로젝터 안에 들어가는 큐브 프리즘이다. 국내에서는 판매가 되지 않아 해외직구로 구매했다. 빛의 삼원색을 이야기 할때 유용하게 사용할 수 있어서 좋다. 빔 프로젝터에서 영상을 비출때 디지털 정보에서 빛을 삼원색 정보를 얻는다. 그리고 각각의 RGB광원에서 자신에 해당하는 정보를 각각의 삼원색 빛으로 비추게 된다. 그럼 이 삼원색의 빛을 합성해 주는 과정이 필요한데 그걸 담당하는 것이 큐브 RGB 프리즘이다. 이 프리즘은 백색광을 비추면 빛의 삼원색으로 분산시켜 주기도 하고, 반대로 빛의 삼원색을 비추면 백색광으로 합성해 주기도 한다. 2018. 11. 18.
빛의 삼원색 합성과 칼라 그림자 빛의 삼원색을 합성해 보고, 칼라 그림자가 생기는 원리를 알아보자. 3색 LED 등을 이용하여 빛을 합성해 보았다. 그리고 중간에 건전지를 이용하여 그림자를 만들어 보았다. 재미있는 것은 삼원색 합성된 곳에서 건전지를 이리 저리 옮겨 보면 칼라 그림자가 3개가 생기기도 하고 1개가 생기기도 한다. 천천히 생각해 보면 왜 그런지 쉽게 이해할 수 있다. 2개의 빛이 겹쳐진 곳에 물체를 놓으면 2개의 그림자가 생기고, 3개의 빛이 합쳐진 곳에 놓으면 3개의 빛이 생긴다. 너무나 당연한 결과인데 알면서도 직접 눈으로 보면 그냥 신기하다. ^^ 내친김에 프로그램으로도 만들어 보았습니다. 2018. 11. 18.
조명 위치에 따라 달라지는 얼굴 관찰 프로그램 어렸을때 어두운 곳에서 후레시를 턱 아래에서 위로 비추면서 귀신놀이를 한 기억이 있을 것이다. 왜 턱 아래에서 조명을 비추면 무섭게 보이는 것일까? 이는 평상시에 잘 경험하지 못하는 얼굴 모양이 나오기 때문이라고 생각한다. 그리고 과학적으로 본다는 것에 적용해 보면 어두운 곳에서 후레시를 비추면 빛이 비춰지는 곳만 반사되어 보이기 때문이다. 학생들에게 조명 위치에 따라 달라지는 얼굴 사진을 보여 주면 한번씩 다 해 본적이 있다고 좋아한다. 그래서 프로그램으로 만들어 보았다. 조명 위치에 따라 달라지는 얼굴 모양 프로그램을 실행시키고, 마우스를 화면안에서 이동시켜 조명위치를 바꾸어 주면 조명위치에 따라 달라지는 얼굴 모습을 볼 수 있다. 마음대로 보여주거나 직접 해보게 하면서 본다는 것이 결국은 빛이 물체.. 2018. 11. 16.
빛의 삼원색 합성 이용하여 암호 보내기 활동 빛의 삼원색 합성은 실험을 통해 색깔을 확인 하고 나면 그 다음부터는 외워야 한다. 그래서 반복해서 외울 수 있도록 새로운 활동을 만들어 보았다. 어떤 활동을 하면 좋을까 생각하다가 학생들은 게임을 좋아하니까 빛의 삼원색을 이용하여 암호를 만드는 활동을 개발하게 되었다. 모둠끼리 또는 모둠내에서 빛의삼원색 합성장치를 이용해서 1명이 신호를 보내면 다른 친구들은 그 빛의 색을 기록하고, 분석해서 빨강, 초록, 파란색이 몇번 포함되었는지를 알아내는 활동이다. 단순 반복활동이기 때문에 여러번 활동하다 보면, 빛의 삼원색을 암기하는데 도움이 될 것이다. 연속으로 빛을 보내기 힘든 경우에는 잠깐 가렸다가 보내거나, 아니면 전체를 껐다가 동시에 버튼을 눌러 불을 켜서 보내게 하면 된다. 익숙해 지면 선생님이 앞에서.. 2018. 11. 11.
본다는 것을 검은 종이 1장으로 증명하는 실험 설계하기 빛 단원 가장 처음에 나오는 내용이다. 1. 과연 본다는 것은 무엇일까? 아래 대화 중 누구의 말이 옳을까? 오늘 검은 도화지 (또는 검은 골판지)를 가지고 들어가서 2명당 1개씩 주고 수업시간에 위 내용을 확인할 수 있는 방법을 설계해 보게 했다. 그리고 어느정도 시간이 지난다음 아래와 같은 방법으로 관찰해 보게 했다. 3가지 방법을 통해 누구의 말이 옳은지 생각해 보게 한다. 1번째 실험은 첫번째 학생의 주장을 확인하는 시험이다. 2번째 실험은 3번째 학생의 주장을, 3번째 실험은 2번째 학생의 주장을 확인하는 실험이다. 검은종이는 1장만 있으면 된다. 인형도 필요 없다. 그냥 책위에 검은종이를 말아서 덮고 책의 글자를 읽을 수 있는지 확인해 보게 하면 된다. 이를 통해 간단하게 광원에서 나온 빛이 .. 2018. 11. 7.
본다는 것은 (검은색과 구멍을 이용한 SUPER HOLE 마술) 빛이 물체에 반사되어 눈으로 들어오기 때문에 물체를 볼 수 있다. 그런데 어떤 지점에서 우리눈으로 반사되는 빛이 하나도 없다면 어떻게 보일까? 우리가 그 부분을 보게 되면 검은색으로 보인다. 그런데 이것이 검은 스티커에 의한 것인지 실제로 구멍이 있고 안이 어두워서 그런건지 사실 본다는 것 만으로는 구분할 수 없다. 완벽하게 빛을 반사시키지 않는 검은색 물체가 존재한다면 이 물체가 입체인지 평면인지도 구분할 수 없을 것이다. 그 원리를 이용한 SUPER HOLE이 라는 마술도구를 접하게 되었다. 그래서 수업시간에 학생들에게 본다는 것의 의미를 다시 일깨워 주기위해 마술을 익히고 수업시간에 시연해 주었다. 마술을 보면서 학생들이 본다는 것에 대한 의미를 좀 더 이해했으면 좋겠다. 동영상으로 촬영해 보았다... 2018. 10. 17.
빛의 삼원색 조명에 따라 달라지는 그림 그리기 활동 Carnovsky의 RGB 전시회에서 아이디어를 얻어 빛의 삼원색 조명에 따라 달라지는 그림 그리기 활동을 만들어 보았다. 아래는 Carnovsky의 RGB 작품을 소개한 사이트이다. 우선 아래 사이트에 가서 동영상을 보여주고, 그림이 왜 바뀌는지 생각해 보게 한 후 활동을 해보자. https://www.nuvango.com/collections/carnovsky 위 그림에 빛의 삼원색 조명을 비추면 어떻게 보일지 생각해 보자. 1. 2가지 조명만을 이용하여 변하는 그림 만들기 가. 빨간색과 파란색 조명에 따라 2단계로 변하는 그림 만들기. * 학생들이 가지고 있는 색볼펜을 사용해서 그리게 할 수도 있다. 그런데 실제 그려보면 파란색은 거의 검은색에 가깝게 진하게 나와 잘 인식되지 않는다. 별다른 준비물.. 2018. 10. 11.
빛의 삼원색 조명 가상실험 프로그램 내가 있는 공간을 암실로 만들고 빛의 삼원색 조명을 각각 비춰 본다면 어떤색으로 보일까? 직접 해 보려면 빛이 안들어오게 암실을 만들고 빛의 삼원색 조명을 각각 비춰 보면서 확인해 보면 된다. 하지만 암실을 만드는 것 조차 쉽지 않다. 예를 들어 연극무대에서 노란색 옷을 입고 있는 주인공에게 빨간색 조명을 비춘다면 주인공 옷은 어떤색으로 보일까? 조명 가상실험 앱을 이용하면 카메라에 비춰 보이는 모습에 원하는 조명색을 비추는 것처럼 가상으로 만들어 어떤색으로 보일지 확인해 볼 수 있다. 수업시간에 학생들과 종이 인형극이나 그림자 인형극을 준비했다면 암실을 만들고 빛의 삼원색 조명을 직접 비춰 보지 않아도, 스마트폰을 이용해서 어떤 조명을 어떻게 비춰야 할지 미리 확인해 볼 수 있을 것이다. 그걸 토대로 .. 2018. 10. 9.