물리.전기와자기2

목차

Ⅰ. 실험내용

1. 자석 주위의 철가루

2. 불이 켜지는 회로 꾸미기

3. 전지 연결하기

4. 전구의 직렬연결과 병렬연결

5. 자기장의 방향

6. 자기장의 세기

Ⅱ. 실험분석

1. 자석 주위의 철가루

2.불이 켜지는 회로 꾸미기

3. 전지 연결하기

4. 전구의 직렬연결과 병렬연결

6. 자기장의 방향

7. 자기장의 세기

Ⅲ. 심화학습

1. 빛의 성질

1) 빛의 직진

2) 빛의 반사

3) 빛의 굴절

4) 빛에 관한 학설

2. 굴절의 법칙

3. 거울에 의한 상의 작도법

1) 구면경

2) 구면경의 상의 작도법

3. 렌즈에 의한 상의 작도법

가. 렌즈를 통과하는 빛의 경로

나. 렌즈의 상 작도법

다. 물체의 위치와 상의 종류

라. 볼록 렌즈에 의한 상

마. 오목 렌즈에 의한 상

4. 전반사의 조건

Ⅳ. 반성 및 제언

본문내용

r
b = r
f < b < ∞
b < 0
b < 0
b = 0
상의종류
점
축소된 도립 실상
같은 크기의 도립 실상
확대된 도립 실상
상이 안 생긴다.
확대된 정립 허상
같은 크기의 정립허상
나. 볼록 거울에 의한 상
물체의 위치에 관계없이 상은 허초점과 거울 사이(-f < b < 0)에 생긴다.
상의 크기는 항상 물체보다 작은 정립 허상이 생긴다.
3. 렌즈에 의한 상의 작도법
가. 렌즈를 통과하는 빛의 경로
렌즈 속을 지나는 광선은 렌즈의 두꺼운 부분으로 굴절한다.
볼록렌즈의 광축에 평행하게 입사한 빛은 굴절 후 광축상의 한 점 초점에 모인다(수렴한다).
오목렌즈의 광축에 평행하게 입사한 빛은 굴절 후 광축상의 한 점 허초점에서 나온 것처럼 흩어진다(발산한다).
나. 렌즈의 상 작도법
렌즈의 중심을 통과하는 광선은 그대로 직진한다.
렌즈의 초점을 지나는 광선(볼록) 또는 초점을 향하여 입사한 광선(오목)은 굴절 후 광축에 평행하게 나아간다.
렌즈의 축에 평행하게 입사한 광선은 굴절 후 초점을 지나거나(볼록), 초점에서 나온 것처럼 진행한다(오목).
다. 물체의 위치와 상의 종류
렌즈와 구면경를 비교해 보면 볼록렌즈와 오목거울은 모두 빛을 집광시키고, 오록렌즈와 볼록거울은 빛을 발산시킨다.
볼록렌즈에 의한 상은 오목거울에 의한 상과 같다.
오목렌즈에 의한 상은 볼록거울에 의한 상과 같다.
라. 볼록 렌즈에 의한 상
물체의 위치를 a, 상의 위치를 b, 거울 중심까지의 거리 r(=2f), 초점 거리가 f라 한다면
물체위치
a = ∞
r a = r
f a = f
a a=0
상의위치
b = f
f b = r
f b < 0
b<0
b=0
상의종류
점
축소된 도립 실상
같은 크기의 도립 실상
확대된 도립 실상
상이 안 생긴다.
확대된 정립 허상
같은 크기의 정립허상
마. 오목 렌즈에 의한 상
물체의 위치에 관계없이 상은 제1초점(물체 쪽의 초점)과 렌즈 사이(f < b < 0)에 생긴다.
상의 크기는 항상 물체보다 작은 정립 허상이 생긴다.
4. 전반사의 조건
빛이 굴절률이 큰 매질(밀한 매질)에서 굴절률이 작은 매질(소한 매질)로 진행할 때 입사각이 임계각 보다 클 경우 경계면에서 100% 반사되는 현상.
전반사의 조건 : 밀한 매질 → 소한 매질, 입사각 > 임계각
굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 입사할 때 굴절각은 입사각보다 크며, 어떤 입사각에서는 굴절각이 90˚가 된다. 이때의 입사각을 임계각이라 하며, 입사각이 임계각을 넘게 되면 빛은 전부 반사하게 된다. 이러한 현상을 전반사라고 한다. 물(굴절률 1.33)에서 공기 중으로 나오는 빛의 임계각은 48˚30′이며, 유리(굴절률 1.52)에서 공기로 나오는 빛의 경우는 41˚10′이다. 금속거울 등으로 99％ 이상의 안정된 반사율을 얻기는 어렵지만, 전반사는 반사율이 100％이고 영속적이다. 직각이등변삼각형의 유리로 된 프리즘에서 등변의 한쪽 측면에 수직으로 빛을 입사시키면 밑면에 대한 입사각이 유리와 공기 사이의 임계각을 넘어 빛은 전반사된다. 전반사된 빛은 나머지 등변의 측면에 대하여 수직으로 나오게 된다. 이와 같은 프리즘을 전반사 프리즘이라 한다. 쌍안경에는 상의 도립을 바로잡는 전반사 프리즘의 일종인 폴로프리즘을 사용한다. 전반사할 때 입사각과 편광방향에 따라 빛이 서로 수직방향으로 진동하고 있는 두 성분의 위상변화를 이용한 프레넬의 사방체는 원편광을 만들기 위해 이용된다. 전반사를 하고 있는 면의 외측, 즉 굴절률이 작은 매질 중에는 빛이 스며나와 경계면을 따라 전해지는데 이를 에바네센트파라 한다. 이 면 외측에 빛의 파장 정도의 간격을 두고 굴절률이 높은 매질을 다시 비치해 두면 에바네센트파를 경유, 빛은 투과하고 경계면에서의 반사는 전반사로 없어진다.
전반사의 이용 : 광섬유
광섬유는 빛이 빠져나가지 못하고 전반사를 할 수 있도록 만든 가는 유리관으로 굴절 률이 큰 유리를 굴절률이 낮은 유리로 감싸고 있어 중심축에 작은 각도로 입사한 빛은 내부에서 전반사 되어 광섬유 속을 통해 계속 전달될 수 있다.
코어(core)라고 부르는 중앙의 원통형 물질, 이를 둘러싸고 있는 클래딩(cladding), 이들을 뒤덮고 있는 자켓으로 구성된다.
코어 : 광파를 전달하는 물질로 클래딩보다 굴절 계수가 높다. (푸른색 부분, 핵)
클래딩 : 광파를 코어 내로 유지시키며, 코어에 강도를 제공한다.(코어를 감싸고 있는 굴절률이 작은 물질)
자켓 : 광섬유를 수분과 부식으로부터 보호한다.
Ⅳ. 반성 및 제언
자석 주위의 철가루 실험을 할 때는 항상 철가루와 자석, 자석과 나침반을 서로 멀리 떨어지도록 해야 한다. 처음 실험 중에는 나침반이 우리 조의 것만 이상이 있는 줄 알았는데, 교수님께서 오셔서 그것은 나침반을 자석에 오랜 시간 가까이 두었기 때문에 극이 일시적으로 변형되어있는 것이라 하셨다. 전구의 직렬연결과 병렬연결에서 밝기를 측정하는 기준이 명확하지 않아서 육안으로 밝기를 비교하는 것이 어려웠다. 실험군을 옆에 두고 비교해보면서 밝기를 비교해야 한다. 자기장의 세기 실험에서 전선을 감은 수가 한 번, 두 번, 세 번으로 늘어남에 따라 나침반 바늘이 움직인 각도가 한 배, 두 배, 세 배가 되어야 하는데 정비례하지 않았다. 나침반 바늘이 움직인 각도를 잘못 측정했거나 전선을 잘못 감았을 것으로 생각된다.
전자 전기 단원이라고 하면 막연한 부담감을 가지고 있었는데 이번 실험을 통해서 아이들과 함께 전자 전기에 대해 즐겁게 공부할 수 있을 것이라는 자신감이 생겼다. 그리고, 처음에 과학 실험을 시작 할 때는 학교 다니며 하듯이 결과를 도출하는 것에만 신경 썼었는데, 갈수록 실험을 하면서 과정의 중요성을 깨닫는 것 같다.
올바른 과정을 통한 올바른 결과를 갖는 것이 중요한 듯 하다. 올바르지 않은 과정을 통해서 올바른 결과를 얻어 봐야 결국엔 틀린 결과가 나올 뿐일 것이다.
앞으로도 실험을 하는데 있어서 과정과 절차를 잘 알아 두고 추후에 내가 가르칠 시기가 되었을 때, 아이들에게 잘 가르칠 수 있어야겠다.

키워드

교육관련,   교육과정,   초등,   레포트,   실험,   분석,   요약정리