빛의 굴절(자동차 바퀴) 가상실험 - 빛의 굴절을 장난감 자동차 바퀴를 이용해 설명

빛의 굴절을 매질의 속력차이를 이용하여 설명하기 위해 만든 자료이다.
아래 링크에서 실행하면 된다.
https://sciencej.cafe24.com/html5/refraction/refraction_car.html

전에는 칠판에 직접 그려가며 설명했는데 시뮬레이션으로 만들어서 설명하니 설명하기가 편하다.

<수업시간 활용방법>

1. 속력차이 설명
  차량 갯수를 2개로 늘리고 원하는 위치로 옮긴 다음 평행하게 이동시키게 해서 포장도로와 진흙길에서 이동속력이 다르다는 것을 보여 준다.

2. 수직으로 비추면 굴절되지 않는다.
  차량수를 1개로 하고 위에서 아래로 수직으로 이동시키면서 경계면을 지날 때 속력만 느려질 뿐 꺾이지 않는 다는 것을 보여 준다.

3. 비스듬하게 굴러가면 굴절됨
  차량을 비스듬하게 진행시키면서 경계면을 지날 때 굴절됨을 보여 준다.
  이때 경계면 예측 정지에 체크해 놓면 차가 꺾이기 전에 일시 정지를 하게 된다. 이때 어느쪽으로 꺾일지 예측해 보고 다시 재생을 눌러 예측이 맞는지 확인해 볼 수 있다.(경계면 예측은 차량이 1대 일때만 설정할 수 있다)

<고급사용 방법>

1. 차량은 최대 3대까지 나온다. 3대를 동시에 굴려 보면서 비교해 보는 것도 좋다.

2. 차량을 아래로 옮겨 진흙길에서 포장도로도 비스듬하게 나가게 하면 전반사도 확인이 가능하다.

3. 빛으로 전환을 누르고 재생을 누르면 레이저 포인터로 비추는 것과 같은 효과가 난다.

4. 매질 갯수를 바꾸면 공기에서 물로 들어갔다가 다시 공기로 나오는 경우처럼 여러 매질을 통과할 때 어떤 효과가 나타날지 알 수 있다.

굴절이란 서로다른 두 매질의 경계면에서 빛의 속도차이로 생기는 현상이다.
장난감 바퀴를 이용해서 설명하면 설명하기가 편하다.
가장 중요한 것은 경계면에서 속도차이로 인해 바퀴가 꺾인다는 것이다
렌즈나 프리즘에서도 장난감 바퀴를 굴린다고 가정해 보면 어떤쪽으로 꺾일지 알아 낼 수 있다.

<예전에 만든 프로그램은 아래 링크 참고>

https://sciencelove.com/1160

빛의 굴절(바퀴) 프로그램 - 빛의 굴절을 장난감 자동차 바퀴를 이용해 설명