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중학교 1학년 과학370

눈으로 보는 소리 실험실 (Vlabon 가상실험) 한국과학창의재단과 한국과학기술정보연구원 에서 만든 눈으로 보는 소리실험실이다. 본 사업은 과학기술 진흥기금 및 복권기금의 재원으로 운영되며 우리나라 과학기술 발전과 사회적 가치 증진에 기여하기 위해 만들어 졌다고 한다. 실험 전체과정을 필자가 제안해서 만들어진 가상 실험실이다. 비록 원했던 것이 모두 들어가지는 않았지만 중학교 소리관련 실험에서 소리를 녹음해 가며 파형을 비교하는 실험이 있는데, 별다른 앱 설치 없이 눈으로 보는 소리실험실 안에서 바로 교과서에 나오는 실험을 직접 해 볼 수 있다는 것에 의미가 있다. 눈으로 보는 소리실험실은 소리를 스피커를 통해 직접 들어 보면서 과학적 원리를 학습할 수 있다. 파동의 성질을 가상실험을 통해 학습한 후, 음파에서 진폭과 진동수를 변화시켜 보며 소리가 어떻.. 2023. 12. 18.

조명색에 따라 달라 보이는 그림 관찰 실험- 택배박스 이용 교실에서 색깔이 있는 그림이나 색이 있는 물체에 RGB 조명색을 바꿔가며 어떤색으로 보이는지 관찰하는 실험이 있다. 이런 실험을 하려면 기본적으로 RGB 후레시가 필요하고 더 중요한 건 암실이 필요하다. 1년에 한번 사용하기 위해 RGB후레시를 준비하고, 교실을 암실로 만든 다는 것은 쉬운 일이 아니다. 암실만 만들 수 있다면 밝은 후레시가 없어도 실험은 가능하다. 그래서 학생들이 다 가지고 있는 스마트폰을 이용해서 실험해 보기로 했다. 준비물은 택배박스, 스마트폰, 색이칠해진 종이만 있으면 된다. 택배박스 위쪽에는 스마트폰을 올려 놓고 빛을 비출 수 있는 구멍을 크게 뚫고 앞쪽에는 들여다 볼 수 있는 관찰 구멍을 작게 뚫어 놓으면 된다. 택배박스 위쪽을 스마트폰으로 덮고 관찰구멍에 눈을 바싹 대면 택배.. 2023. 12. 7.

거울반사 실험 - 얼굴 합성하기 놀이 예전에 교과서 집필할 때 개발했던 수업 방법이다. 두사람이 마주보고 있는 상태에서 한사람이 거울을 들고 두사람의 중간에 거울을 위치 시킨다. 그리고 거울로 얼굴 절반을 가리면 두사람의 얼굴이 합성되어 한 사람처럼 보이게 할 수 있다. 일단 영상을 보자. https://youtu.be/1y3PPH8s16s 평면거울에 의해 만들어지는 상은 거울면에 대칭인 곳에 같은 크기 같은 모양으로 만들어진다. 그래서 거울로 얼굴의 절반을 가리면, 위쪽에는 거울 뒷면에 있는 사람의 모습이, 아래쪽에는 거울에 반사된 거울 앞면에 있는 사람의 모습이 보이게 된다. 각도를 잘 맞춰서 사진이나 영상을 촬영해 보자. 촬영 각도를 잘 잡아야 한다. 그럼 둘의 얼굴을 합성해서 재미있는 영상이나 사진을 찍을 수 있다. 누구와 누구의 얼.. 2023. 11. 12.

빛반사 활동 - 숨겨진 모양 찾기 프로그램(러더퍼드 산란 실험) 판 밑에 숨겨진 도형 모양을 예측하는 활동이다. 레이저를 비춰 반사되어 나오는 빛의 경로를 확인해 가면서 덮개 아래 있는 물체의 모양을 예측해 보자. 덮개치우기 체크 버튼 추가-덮개를 치우고 하면 답을 맞추기가 더 쉬워진다. 덮개치우기 버튼을 잘 활용하면 빛반사에 대해 더 쉽게 이론적으로 접근할 수 있다. 아래 링크에 접속해서 더 적게 눌러 보고 숨겨진 모양을 예측해 보면 된다. https://sciencej1.cafe24.com/html5/rutherford/ 정답보기를 누르고 비밀번호 1을 입력하면 아래와 같이 정답을 확인할 수 있다. 레이저 포인터를 드래그 하면 이동이 되고, 화살표 부분을 드래그 하면 회전이 된다. 발사 버튼을 누르면 레이저가 나간다. 정답확인하면 덮개가 사라지면서 자신이 예측한 .. 2023. 10. 24.

협력하여 고무줄로 종이컵 쌓기 (힘의 합력과 탄성력 이용) 힘의 합력에 대해 배우고 나서 즐겨하는 활동이다. 준비물도 간단해서, 마음만 먹으면 바로 진행할 수 있다. 과학 수업 시간뿐만 아니라 최근에는 일반교과 시간에도 모둠 활동으로도 많이 활용하고 있다. 학기 말 모둠 활동으로 기록이나 경쟁게임으로도 좋다. 고무줄, 50cm 끈 4개, 종이컵 너무 쉬워서 만드는 방법은 설명이 필요 없다. 1개의 고무줄에 끈 4개를 연결하면 된다. 여유가 있다면 고무줄에 끈을 직접 연결하지 말고, 클립을 통해 연결한다. 그럼 클립이 고무줄 사이를 이동해 다니기 때문에 좀 더 협력이 필요하다. 그리고 끈 끝에 고리를 연결해 주는 것도 좋다. 고리에 손가락을 넣고 게임을 하게 할 수 있다. 고리가 없으면 학생들이 자꾸 끈을 짧게 잡으려고 한다. 클립이나 고리 대신 실로 고리를 만들.. 2023. 1. 4.

탄산수 내부에 녹아있는 이산화탄소양(기체용해도) [탄산수 실험4] 탄산수에는 이산화탄소가 얼마나 들어 있을까? 이전 실험에서 풍선불기에 실패한 적이 있다. 왜 실패 했는지 알기 위해서는 구입한 탄산수 안에 이산화탄소양이 얼마나 들어 있는지 알아낸 후, 탄산수에 있는 이산화탄소가 모두 빠져나왔을 부피가 얼마나 증가하는지 알아보면, 풍선을 불 수 있는지 알 수 있을 것이다. 그래서 탄산수 내부에 이산화탄소가 얼마나 들어있는지 알아보기로 했다. 이건 기체용해도와 관련이 있다. (인터넷 검색을 해 봤지만, 정확하게 나와 있는 곳이 없어서 시간이 많이 걸렸다.) 헨리의 법칙에 의하면 부분압을 고려한 기체의 용해도 식은 P=K × S 가 된다. 이때 P는 기체 분압(atm) K 는 25도일 때 물에 대한 이산화탄소 헨리상수 29.76 atm/(mol/L) S 는 리터당 몰 용해도.. 2023. 1. 2.

탄산음료 오래 보관하는 방법 – 페트병 찌그러뜨리는 건 효과가 있을까?(기체의 용해도, 기압) 탄산음료를 오래 보관하는 방법 중에 페트병을 찌그러뜨려 놓으면 효과가 있다고 한다. 정말 그럴까? TV 방송에서는 효과가 있다고 주장한다. 그래서 탄산수병을 찌그러뜨리고 효과가 있는지 실험 해 보았다. (이 간단한 실험을 하는데 일주일 정도 걸린 듯 하다.) 탄산음료를 오래 보관한다는 것은 이산화탄소가 많이 녹아 있는 채로 보관하는 것이다. 공장에서 만들어져 나온 탄산음료는 내부기압이 약 3기압 정도로 유지되고 있다. 뚜껑을 여는 순간 탄산음료 내부 기압은 대기압과 같은 1기압이 된다. 먹고 남은 탄산음료 뚜껑을 기체가 빠져나오지 못하게 막아 놓면 어떻게 될까? 기체의 용해도는 온도가 낮고 압력이 높을수록 커진다. 따라서 탄산음료를 김이 빠지지 않게 오래 보관하는 방법은 첫 번째 온도가 낮은 곳에서 보관.. 2022. 12. 11.

힘과 속력변화 (우주선 조종 게임) - 관성, 중력 힘을 받은 물체는 모양이 변하거나 운동상태(속력이나 운동방향)가 변한다. 움직이는 우주선에 가해지는 알짜힘이 0이면 등속직선운동을 하게 된다. 즉 외부에서 힘을 받지 않으면 운동상태가 변하지 않는다. 이것을 관성이라 한다. 학생들에게 수업하다 보면 이 관계를 잘 이해하지 못하는 경향이 있다. 특히 운동하는 물체는 운동방향으로 힘을 받고 있다는 오개념을 가지기도 한다. 그래서 힘과 속력변화를 체험할 수 있는 게임을 만들었다. 아래 링크에 접속해서 재미있게 게임처럼 놀면서 관성과 힘과 운동상태와의 관계를 이해하게 하면 된다. https://sciencej1.cafe24.com/html5/inertia/kjs_inertia.html 1. 조이스틱을 이용해서 우주선을 움직이게 하면 된다. 우주선에 힘을 가하면 .. 2022. 12. 4.

물컵 안에 얼음이 녹으면 수면 높이는? (부력 이용 문제 및 풀이) 얼음이 떠 있는 물이 가득찬 컵이 있다. 물컵에 얼음이 녹으면 수면 높이는 어떻게 될까? 단 물의 온도는 0°C 로 일정하다고 가정해 보자. 수면이 올라가 물이 넘칠까? 아니면 수면이 줄어 들까? 그냥 간단하게 얼음이 녹아 물이 되면 부피가 감소하기 때문에 수면은 변하지 않는다고 이야기 하면 된다. 물이 얼어 얼음이 되면 부피가 1.1배 정도 늘어난다. 대부분 물질은 액체에서 고체가 되면 부피가 줄어들지만 물은 예외라 액체에서 고체가 되면 오히려 부피가 증가한다. 그래서 물보다 얼음의 밀도가 작기 때문에 얼음은 물위에 떠 있을 수 있다. 보통 물은 0 °C에서 0.9998 g/cm³정도의 밀도이고, 얼음은 0.9167 g/cm³정도의 밀도를 지닌다. 얼음 100g이 고체상태에서 액체상태로 변해도 질량은 .. 2022. 11. 6.

탄산수 흔들어서 풍선 불기 [탄산수 실험3] 풍선은 1기압 보다 약간만 커져도 불 수 있다. 예전에 풍선을 불 때 내부기압이 어떻게 변하는지 했던 실험이 있다. https://sciencelove.com/2181 크기가 다른 두 풍선을 연결하면 어떻게 될까?(기압차이 설명) 같은 풍선을 크기가 서로 다르게 분다음 두 풍선을 연결하면 어떻게 될까? 일반적으로 우리가 생각하는 것과 같지 않은 결과가 나올때가 많다. 보통 큰 풍선에서 작은 풍선쪽으로 공기가 이동할 sciencelove.com 이때 풍선을 불 때 기압이 생각보다 크지 않다는 것을 알 수 있었다. 그런데 탄산수를 흔들면 내부 기압이 3기압이 된다. 이것도 실험해 보았다. https://sciencelove.com/2642 탄산수나 콜라와 같은 탄산음료 병을 흔들면 내부 기압은 증가할까?[탄.. 2022. 11. 1.

탄산수나 콜라와 같은 탄산음료 병을 흔들면 내부 기압은 증가할까?[탄산수실험2] 탄산음료를 힘껏 흔들면 탄산음료병 내부 기압은 증가할까? 대부분 세게 흔들면 흔들수록 탄산음료 병 내부 기압이 증가할 거라 생각한다. 그렇기 때문에 뚜껑을 열면 탄산음료가 뿜어져 나온다고 생각한다. 하지만 처음에 구입했을 때 탄산음료와 힘껏 흔들었을 때 탄산음료 병 내부의 기압은 변하지 않는다. 학생들도 해 볼 수 있게 아주 간단한 실험을 설계해 보았다. 우선 실험 동영상을 보자. https://youtu.be/DUx_a7pn3dM 탄산음료는 넘쳐 흐르면 끈적거리기 때문에 탄산음료 대신 탄산수로 내부기압의 변화를 실험해 보았다. 병의 내부기압을 측정할 수 있는 기압계를 구매하려고 했으나, 더 쉽게 할 수 있는 방법이 없을까 고민하다가 끝이 막힌 주사기를 이용하기로 했다. 주사기 끝을 막고 탄산수 병에 넣.. 2022. 10. 31.

초간단 택배박스 투석기 만들기 (택배박스 이용5) 짧은 시간에 만들어서 쉽게 수업에 활용할 수 있는 택배박스를 이용한 투석기를 만들어 보았다. 기존 나무젓가락을 이용해서 만드는 투석기는 고무줄도 너무 많이 들고, 만든 후 뒷 처리도 쉽지 않았다. 그래서 택배박스를 이용해서 간단하게 만들 수 있는 투석기를 개발 하게 되었다. 수업이 끝나면 택배박스 투석기는 바로 분해 해서 다음 반에 가서 만드는 것부터 다시 시작해서 재 활용 할 수 있다. 개인별로 만드는 것도 좋지만, 2명 또는 모둠별로 만들게 해서 함께 탐구하게 하면 더 의미가 있다. 먼저 투석기 동영상을 보자 https://youtu.be/d6yrZfqWcVo 택배박스(A형B골200x100x100mm), 택배박스(A형D골180x100x100mm) 추천 고무줄 2개, 나무젓가락(20cm 이상), 일회용.. 2022. 6. 23.

브라운 운동 가상실험2 p5js로 만들어 본 브라운 운동 입니다 스마트폰 화면에서도 전체화면으로 볼 수 있다. 그동안 해결하지 못한 몇가지 문제점(전체화면으로 했을때 클릭위치가 잘 맞지 않던 문제)을 해결해서, 스마트폰이나 태블릿에서도 전체화면으로 실험이 가능하다. ----- 스코틀랜드 식물학자 로버트 브라운이 물에 띄운 꽃가루 입자를 관찰하던 중, 꽃가루 입자가 물위를 끊임없이 불규칙적으로 운동하는 현상을 관찰했고, 그 이유가 주변에 액체 분자들의 끊임없는 운동에 의한 충돌 때문이라는 것을 밝혀졌다. 기체나 액체속에 부유하는 물질에서 관찰되는 운동이다. 보통 실생활에서 물위에 떠 있는 큰 물체의 경우 브라운 운동을 관찰하기 쉽지 않다. 주변 액체 분자들이 충돌해도 큰 물체는 질량이 크기 때문에 거의 반응하지 않기 때문이다. .. 2022. 2. 9.

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. 다운로드용은 아래 링크 참고 https://sciencelove.com/1175 빛의 삼원색 합성 프로그램 2003년에 플래시로 만든 빛의 삼원색 합성 가상실.. 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.

지진대와 화산대와 판의 경계 비교 가상실험 지진대와 화산대를 지도에 표시하고 서로 겹쳐 보면서 비교해 볼 수 있는 가상실험이다. 아래 링크에 접속하면 가상으로 실험해 볼 수 있다. (가능하면 노트북으로 시도, 스마트폰에서는 자꾸 딜레이가 생김. 원인은 파악중에 있음.) sciencej1.cafe24.com/html5/pan/pan.html 학생들에게 안내 할때는 아래 링크를 사용해 주세요 https://sciencelovestudy.tistory.com/32 시간이 된다면 직접 지진이 발생한 지역을 세계지도에 표시해 보고, 또 화산이 분포하는 지역을 세계지도에 표시해서 서로 비교해 보는 활동을 직접 해 보는 것이 의미가 있다. 그런데 그럴 시간이 없을 때 사용하기 위해 만들었다. 1. 지진대를 지도에 표시하고, 어느지역인지 관찰해 보자 2. 화산.. 2020. 10. 19.

초간단 휴대용 레이저 프로젝터 현미경 만들기 물방울 속에 들어있는 물질들을 살펴 보기 위해 레이저 광을 이용한 현미경을 만들어 보자. 투영방식을 이용한 현미경은 여러명이 함께 관찰할 수도 있고, 별다른 준비물 없이 레이저만 있으면 쉽게 만들 수 있기 때문에 활용도가 높다. 우선 동영상을 보자. 가장 쉽게 만들게 하기 위해 10여번의 실험과 시행착오 끝에 현재 제작방법을 개발하게 되었다. https://www.youtube.com/watch?v=YlwBhldV75A 보통 실험실에 고정시키기 위해 스탠드를 이용하거나, 다른 고정장비를 이용해야 하는데 그럼 쉽게 가정에서 해 볼 수 없다. 번거롭지 않게 집에서도 간단하게 만들 수 있는 방법이 없을까 고민하다가 초간단 제작 방법을 개발하게 되었다. 간단하게 만들어서 실제 수업시간에 조명을 끄고 교실벽에 투.. 2020. 6. 28.

레이저 포인터 이용한 머리카락 굵기 측정 레이저를 이용하여 머리카락을 지나는 빛의 회절 현상을 이용하여 스크린에 생긴 무늬를 보고 머리카락의 두께를 측정해 보자. (그린레이저 보다는 출력이 약하지만 쉽게 구할 수 있는 적색 레이저로도 주변을 어둡게 하면 충분히 실험 가능합니다.) 1. 단일슬릿에 의한 회절 회절한 빛이 스크린에 도달하면 슬릿 내의 다른 점들로부터 나오는 파동들이 서로 간섭을 일으키고 결과적으로 밝고 어두운 띠들로 이루어진 회절무늬를 만들게 된다. 회절무늬의 중앙에서 밝은 띠가 형성되는 이유는 슬릿의 모든 점에서 출발하는 파동들이 무늬의 중심에 도달하는데 같은 거리를 진행하게 되므로 중심에서 모두 동일한 위상을 갖고 보강간섭이 이루어지기 때문이다. 그림에서 단일 슬릿의 경우 중앙과 맨아래에서 출발한 빛의 경로차이(d sinθ /2.. 2020. 6. 27.

블랙박스에 촬영된 빛 반사의 장난 - 유령의 장난? - 어두운 곳과 밝은 곳 블랙박스에 촬영된 영상이다. 유령의 장난인지 일단 한번 보고 생각해 보자. https://youtu.be/W9pLg-GaTDg 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 현.. 2020. 6. 1.

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