안전하게 태양을 볼 수 있는 기구 만들기

목적

• 태양을 관측할 수 있는 안전한 태양 관측 도구를 만들 수 있다.
• 태양을 직접 관측하는 것이 위험한 이유에 대해서 이해할 수 있다.

학습 목표

• 학생들은 안전한 태양 관측 도구를 만드는 방법을 설명할 수 있다.
• 학생들은 태양을 잠시라도 직접 보는 것이 위험한 이유에 대해서 설명할 수 있다.

평가

학생들에게 왜 구멍은 크지 않고 작아야 하는지 물어본다. (정답 : 구멍이 작다는 것은 빛의 경로가 덜 퍼져서 상이 초점에 잘 맞아 덜 흐릿하다는 것을 의미한다.) 학생들에게 적절한 필터 없이는 태양을 직접 봐서는 안된다는 점의 중요성에 대해서 물어본다. (만약에 추가 정보에 나타난 예시인 태양 빛을 받은 포도가 타는 영상을 보여준다면 이러한 주의사항에 참고 자료가 될 것이다. 태양 빛이 눈의 뒤쪽을 태워버려서 시력을 잃을 수도 있다.) 학생들에게 자신의 안전한 태양 관측 도구를 통해 어떤 사건을 관측할 수 있을지 물어본다. (일식)

준비물

• 카드보드 상자
• 흰색 카드보드
• 가위
• 테이프
• 알루미늄 호일

배경지식

태양

태양은 에너지 발전소이자, 거대한 가스공이고, 지속적인 핵융합을 겪고 있다. 지구가 태양으로부터 약 1억 4천9백만km 정도 떨어져 있음에도 불구하고 우리는 태양 내부의 폭발로 인한 에너지를 느낄 수 있다. 실제로 지구 위의 모든 생명체는 태양으로부터의 빛과 열에 의존한다.

태양 관측하기

아주 잠깐이라도 태양을 직접 보는 것은 좋지 않은 생각이다 – 우리의 눈은 빛에 굉장히 민감하다. 실제로 어둠속에서도 아주 조금의 빛이 있다면 사람의 눈은 물체를 찾을 수 있다. 따라서 태양으로부터 오는 밝은 빛이 눈과 같이 좁은 영역에 집중된다면 어떤 일이 생길지 상상해 보라. 눈 뒤쪽의 광 검출기는 타버리고 말 것이다. 안타깝게도 피부가 태양에 타는 것과는 달리 눈은 회복되지 않을 것이다.

태양이 눈에 얼마나 해로울 수 있는지에 대한 시각적인 증명을 원한다면 Stuart Lowe의 천문학 블로그를 참고하라(http://www.strudel.org.uk/blog/astro/000347.shtml). Stuart는 필터 없이 태양을 직접 향하고 있는 망원경의 접안렌즈에 포도를 두었을 때 발생하는 현상을 영상으로 만들었다. 포도는 매우 빠르게 검게 변하면서 타버린다. 이 실험은 눈이 포도보다 훨씬 더 약하기 때문에 태양을 볼 때 굉장히 조심해야한다는 것을 강하게 상기시켜준다.

그래서 무슨 일이 있어도 태양을 직접 보아서는 안 된다!!!!!

전체 활동 설명

태양 소개

학생들에게 우주에 있는 무엇이 우리를 볼 수 있게 해주는지 묻는다. 우리는 이것을 직접 볼 수 있는가? 만약 이것을 직접 쳐다보는 것이 우리의 눈 혹은 카메라를 다치게 한다면 우리는 이것을 어떻게 볼 수 있을까? 필터를 사용해서 대부분의 빛이 우리의 눈/카메라에 닿지 않게 해야 한다. 학생들과 배경 정보를 공유하고 태양을 직접 보지 말 것을 강조한다.

태양 관측 도구 만들기

단계 1 :

카드보드 상자를 잡고 창의 짧은 쪽을 자른다. 창을 상자만큼 넓게 3cm 정도 자른다.

단계 2 :

처음에 자른 창문 위쪽의 다른 창문을 자른다. 이 창문은 앞의 창문보다 커야 해서 5cm 정도로 자른다. 작은 구멍이 조망창이고 큰 구멍은 투영 창문이다.

단계 3 :

상자의 바닥 크기와 같은 크기로 흰색 카드보드를 자른다.

단계 4 :

흰색 카드보드를 반대편 끝에 끼운다.

단계 5 :

이것이 당신의 투영 창이 될 것이다.

단계 6 :

알루미늄 호일로 투영 창을 전부 덮을 수 있을 만큼 크게 자른다.

단계 7 :

빛에 비추어 보아서 호일에 구멍이 있는지 혹은 없는지 확인한다.

단계 8 :

호일을 투영 창에 테이프로 붙인다.

단계 9 :

상자를 전등 쪽으로 들어 올려 조망창을 통해서 새어 들어오는 빛이 없는지 확인한다.

단계 10 :

상자에 있는 나머지 구멍을 전부 막는다.

단계 11 :

핀, 못 또는 다른 작고 날카로운 물체를 잡아 호일에 작은 구멍을 뚫어라.(구멍의 크기를 실험해 볼 수도 있지만 약 3mm 정도면 된다.)

태양 관측 도구를 이용해서 관측하기

단계 12 :

태양을 직접 보면 안 된다는 것을 기억하라. 밖에 나가서 태양을 등지고 선다. 태양 빛이 호일의 구멍을 통과하여 화면에 닿도록 상자는 바닥을 향하게 한다.

단계 13 :

바닥을 향하고 있는 창을 본다. 당신이 보게 될 작은 동그라미는 구멍을 통해서 들어오는 그냥 ‘빛’이 아니고 태양의 형상이다.

주의 : 적절한 필터 없이 절대 태양을 직접 보지 말 것

커리큘럼

추가 정보

• 태양의 사진들은 매일 실시간으로 여러 필터를 이용해서 관측하여 NASA SOHO 사이트에 올라온다.: http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/realtime-update.html
• NASA SOHO에서 보여주는 태양의 흑점: http://sohowww.nascom.nasa.gov/sunspots/
• 망원경을 통해 태양을 보는 것이 포도에 미칠 수 있는 영향에 대한 영상(포도는 눈과 굉장히 비슷하다): http://www.strudel.org.uk/blog/astro/000347.shtml

결론

이 활동은 안전하게 태양을 관측하는 것의 중요성과 손쉽게 효과적으로 태양을 관측할 수 있는 카드보드 상자 핀홀 카메라를 만드는 방법에 대해서 배운다.