아크릴과 레이저로 렌즈모양 알아보기

가. 렌즈는 왜 볼록하거나 오목하게 생겼을까요? 실험으로 그 이유를 설명할 수 있을까요?

망원경 다뤄보기

과목 과학, 국어 수업차시 9-11/16차시

단원 태양계

교육과정 2009 개정교육과정(중학교) - 과학 - 태양계

㈒ 육안 및 천체 망원경을 이용하여 천체를 관측하고, 이를 통해 천체의 특징을 안다.

학습목표 망원경을 다뤄보는 법을 익힌다.

망원경을 통해 대상을 관측하고 배율을 계산하는 법을 익힌다.

학습과정 교수·학습 활동 준비물

도입 (10분)

S T E A 망원경 다루기

Co 망원경을 사용하여 야외에 나가 하늘을 관찰하고자 한다. 내가 가지고 있는 부품들을 사용하여 망원경을 조립해 보고자 한다. 어떻게 해야 제대로 망원경을 설치할 수 있을까?

학습활동 (100분)

CD 망원경의 구성요소 알아보기

- 망원경의 각 구성요소 알아보기

①가대, ②적위고정나사, ③적경고정나사, ④극축망원경,

⑤경통, ⑥초점조절나사, ⑦천정미러, ⑧접안렌즈, ⑨파인더 - 조립순서 알아보기

1. 가대를 튼튼하게 세우고 수평을 맞춘다.

2. 마운트를 가대위에 올리고 결합한다.

3. 무게추를 매단다.

4. 망원경 경통을 고정한다.

5. 접안렌즈를 끼우고 무게중심을 맞춘다.

망원경 전자액자 (천체사진)

활동지

학습활동 (100분)

6. 다시 기본위치로 옮기고, 파인더 정렬을 실시한다.

7. 관측한다

- 분해순서 알아보기 (분해는 조립의 역순)

- 망원경 설치 후 반드시 점검해야 할 점: 무게균형, 파인더 정렬

CD 배율에 대해 알아보고 계산해보기

배율 = 대물렌즈의 초점거리 접안렌즈의 초점거리

- 갈릴레이 망원경의 사양을 알아보고 배율 계산해보기

갈릴레이가 만든 망원경

대물렌즈 초점거리: 1330mm, 접안렌즈 초점거리: 94mm 배율은? 1330mm/94mm = 약14배

- 망원경으로 보는 대상을 그려보고, 배율을 계산해본다.

마무리

(10분) ^ET 대물렌즈의 앞을 가려보고 상의 모습이 어떻게 변하는지 알아보기 활동지

지도상의 유의점

- 망원경 실습 시 학생들을 조별로 움직이도록 하고, 망원경 한 대에 지도자가 한 명씩 위치하도록 배치해야 함 - 망원경을 다룰 때 무게추, 혹은 경통 등에 의해 다치지 않도록 유의하여 지도한다.

- 망원경이 망가지지 않도록 주의깊게 살펴봐야 함

- 날씨가 좋을 경우 밖에서 볼 수 있는 대상을 바라보며 배율 계산을 수행하고, 날씨가 좋지 않을 경우에는 전자액자에 천체사진을 띄워 관찰하고 배율을 계산하도록 지도한다.

- 마무리 단계에서 대물렌즈의 앞을 가려가면서 상이 어두워진다는 것을 알도록 한다. 상이 어두워지는 원리는 앞서 배운 동공의 크기가 줄어드는 경우와 같은 원인인 것으로 설명한다.

- 망원경 앞을 가릴 때는 빛이 투과될만한 얇은 종이가 아닌 확실히 빛을 차단하는 두꺼운 물체여야 한다. 적당히 빛을 투과시키는 얇은 물체를 사용하면 상이 뿌옇게 보이므로 주의해야한다.

생각펼치기

갈릴레오의 망원경

맨눈에 보이는 가장 희미한 별들 너머에는 도움 없이는 절대 보이지 않았던, 너무 많아서 거의 믿기지 않는, 수많은 다른 별들이 망원경을 통해 나타났다.

-갈릴레오(Galileo Galilei)가 망원경으로 처음 밤하늘을 관측한 경험에 대해 Siderius Nuncius(1610년)에 기술한

그림1 갈릴레오는 나무와 구리 그리고 종이를 이용하여 길이 1,273mm인 굴절망원경을 발명했습니다.

(제작시기 : 1609년 말 ~ 1610년 초)

이탈리아 피사에서 태어난 갈릴레오는 1610년에 인류 최초로 렌즈를 부착한 긴 통으로 밤하늘을

올려다봤습니다. 그림 1 왼쪽 아래 사진은, 밤하늘을 향하는 렌즈를 확대한 것으로 크기가 약 51mm이고

초점거리는 약 1,330mm입니다. 그리고 눈을 갖다 대는 렌즈는 크기가 약 26mm이고, 초점거리는 약 94mm

입니다. 이 정보를 활용하여 간단한 계산을 하면, 갈릴레오는 맨눈으로 보는 것보다 약 14배 크게 달, 목성

등을 살펴봤다는 것을 알 수 있습니다.

생각펼치기

망원경의 종류는 무엇이 있을까?

갈릴레이가 망원경을 만들어 하늘을 관측한 이후로 여러 망원경들이 만들어졌다. 많은 종류의 망원경들이 존재하지만 렌즈를 사용했는지, 거울을 사용했는지에 따라 굴절망원경과 반사망원경으로 나눈다.

굴절망원경은 빛이 렌즈를 통과할 때 굴절되는 특성을 이용해 빛을 모을 수 있도록 만든 망원경이다.

대물렌즈에 굴절렌즈를 사용하며, 접안렌즈를 어떤 것으로 쓰는지에 따라 갈릴레이식(접안렌즈를 오목렌즈 사용)과 케플러 식(접안렌즈를 볼록렌즈를 사용)으로 나눌 수 있다. 오늘날에는 갈릴레이식 굴절망원경은 잘 쓰이지 않는다.

그림 갈릴레이식 굴절망원경(좌)과 케플러식 굴절망원경(우) 그림출처: 한국천문연구원(http://astro.kasi.re.kr)

반사망원경은 거울의 반사성질을 이용하여 빛을 모을 수 있도록 만들어진 망원경이다. 반사망원경의 경우 대물렌즈를 거울을 사용하며, 거울의 경우 제작비용이 저렴하고 대형으로 만들 수 있기 때문에 오늘날 사용되는 대형망원경은 모두 반사망원경이 차지하고 있다. 반사망원경은 여러 분류가 존재하며 잘 알려진 형태로 뉴턴식 반사망원경과 카세그레인식 반사망원경이 있다.

그림 뉴턴식 반사망원경(좌)과 카세그레인식 반사망원경(우) 그림출처: 한국천문연구원(http://astro.kasi.re.kr)

학습지_교사용