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○ 수업지도안

7. 습도계

지구의 대기와 날씨에 대한 학문인 기상학은 레오나르도의 시대에는 잘 발달하지 못했습니다.

내일 날씨가 구름이 낄 것인지, 올 겨울이 매우 추울 것인지 아니면 따뜻할 것인지 잘 설명해주 는 기상캐스터도 없었습니다. 오히려 르네상스시대의 사람들은 날씨와 지구의 대기에 대해 알기 위해서 고대 그리스인들, 특히 그리스의 철학자 아리스토텔레스를 따랐습니다.

아리스토텔레스는 기원전 340년에 구름, 비, 눈, 우박, 천둥과 번개, 그리고 기후 등 자연세계에 대한 그의 이론을 논한 책을 쓰며 처음으로 기상학에 대해 발견했던 사람입니다. 그는 책의 제목 을 기상학(Meorologica)이라 지었는데, 이는 고대 그리스에서는 하늘에서 떨어지거나 떠도는 어 떤 것이던 meteor라 불렀기 때문입니다.

기상학에서 그는 날씨의 많은 사례에 대해 썼습니다. 어떻게 번개가 생기는지, 왜 지역에 따라 강우량이 차이가 나는지, 어디에서 바람이 생성되는지, 구름의 높이와 그것들이 만들어내는 비의 양은 어떤 관계를 갖는지 등등. 그의 날씨에 대한 관찰은 꽤 정확하고 자세하게 기술했습니다.

예를 들면 기상학의 한 부분에서 그는 우박을 이렇게 묘사했습니다.

우박은 얼음이고 물은 겨울에 얼지만, 우박 폭풍은 주로 봄과 가을에 자주 발생하고 늦여름에는 가끔 발생합니다. 겨울에는 거의 발생하지 않지만, 추위가 덜 할 때 발생하기도 합니다. 대체적 으로 우박 폭풍은 조금 따뜻한 곳에, 눈은 조금 더 추운 곳에 내리게 됩니다.

다빈치의 기상학이 갖는 문제점은 그가 관찰한 날씨 변화의 이유에 대한 설명이 대체적으로 틀 리다는 점입니다. 왜냐하면, 다빈치의 설명의 배경에는 지구가 우주의 중심이다 라는 생각을 기 초로 하고, 날씨를 포함해서 세상의 모든 것들이 흙, 물, 공기 불로 만들어졌다고 생각했기 때문 입니다.

그렇기는 했지만, 아리스토텔레스의 날씨에 대한 생각은 2000년이 넘는 동안 사실로 받아들여 졌습니다. 결국 땅과 대기의 물이 어떻게 얻게 되는지 오로지 비와 눈이 오는 것을 보고 알게 되 었습니다. 하지만 수증기는 보이지 않기 때문에, 아무도 그것의 속성을 이해하지 못했습니다. 르 네상스시대에 사람들은 자연 세계와 우리가 눈으로 실제 볼 수 없는 날씨의 요소에 대해 생각을 더 하게 되었습니다.

어떻게 사람들은 비가 올 것이라고 예측을 할 수 있을까? 무더운 여름날 하늘에 구름이 없을 때 무엇이 대기를 무겁게 하는가? 독일의 추기경이자 수학자인 니콜라스 쿠사가 1450년에 날씨 측정기를 생각해냈습니다. 그가 습도계라고 묘사한 이 기구는 대기 중의 습도를 측정할 수 있는 기구입니다. 그의 생각은 아래와 같았다.

만약 누군가 많은 양의 양털을 넣고 한쪽 끝에 천으로 묶은 다음, 다른 한 쪽에 돌을 묶어서 무 게를 같게 만들어서 공기 중에 흔들리지 않게 매달아 놓으면, 습도가 높으면 양털의 무게가 증가 하고 건조하면 양털의 무게가 가벼워지는 것을 발견할 수 있습니다.

하지만 니콜라스 쿠사가 습도계를 만들었다는 기록은 없습니다. 하지만, 레오나르도는 사례가 있습니다. 1481년 그는 이 기구에 대해 설명하고, 그만의 모델을 만들었습니다.

- 작품 사진

- 재료

• 플라스틱 팩 2개

• 가위, 초, 성냥

• 옷걸이와 실, 플라스틱봉, 플라스틱 구슬

• 스폰지 또는 솜

- 만드는 방법 및 제작 과정

1. 플라스틱 봉에 플라스틱 구슬을 넣는다.

2. 플라스틱 통 바닥은 초를 녹여 얇게 덮는다. 이때 초를 덮는 이유는 습기가 있게 되더라도 수 분이 다른 곳으로 들어가게 되면 되지 않기 때문이다. 또한 실을 끼운다.

3. 윗부분 가운데에 각 면에 하나씩 작은 구멍을 내고 실을 끼운다. 실의 끝을 옷걸이의 양쪽에 각각 매단다.

4. 플라스틱 컵에 스펀지나 솜을 넣는다. 옷걸이를 바람의 영향을 받지 않는 밖에 걸어둔다. 그 리고 두 번째 팩에 솜이나 스펀지를 더 넣어서 두 팩이 평행하게 만든다.

5. 만들어진 습도계를 밖에다 두고, 매 10분마다 솜이 들어간 팩이 다른 쪽보다 무거워지는지 확 인한다. 만약 솜이 들어간 팩이 무거워지면, 공기 중의 습도가 상승한다는 것을 의미한다.

- 동아리에서 운영 시 고려점

다른 빈 통이나 우유각을 사용해서 습도계를 만들 수 있다. 수평을 잘 이룰 수 있도록 항상 유

념한다. 왜냐하면 평형이 이루어졌을 때에만 건조하다는 것을 알 수 있기 때문이다.

문서에서 보성고등학교 2015 STEAM 교육 자료집 (페이지 122-125)

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