Development and Application of a STEAM Education Program Using an Optical Activity Filter (with a Focus on Diffraction and Interference)

Development and Application of a STEAM Education Program Using an Optical Activity Filter (with a Focus on Diffraction and Interference)

Hun Hee Lee · Jae Sun Yoon ^∗

Deptartment of Physics, Kangnung-Wonju National University, Kangnung 210-702, Korea (Received 16 July 2013 : revised 6 August 2013 : accepted 10 October 2013)

In this study, we have developed the STEAM education program for diffraction and interference experiments using an optical activity filter. The filter was made using an optically-active material and a polarizer in order to solve the problem of interference and diffraction experiments as presented in the Physics II textbook. From applications to both teachers and students, we came to the conclusion that the developed STEAM program is suitable for understanding both optical activity and the correlation between wavelengths and interference fringes.

PACS numbers: 01.40.Gm

Keywords: Optical activity filter, Diffraction, Interference, STEAM education

° Ë

Ñ › ÍV R Ë ý m Ç' [õ u §  › ͓ Ó Þ” X ¢ STEAM w ‹“ Õ × ³ Žz º§ Žq œ  4 ®  oÊ Ý X ì Ä “ Ó Þ (> H± n Ç·‡ ˜ mכ r É ÷ m Ç] M ö ù p § ú n ÞÅ k È® Žz º)

T

0 å r ) · * × << ` 9 ^∗

y

© œ2 £ x" é ¶ Å Ò@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , y © œ2 £ x 210-702

(2013¸   7 Z 4 16{ 9  ~ à Î6 £ §, 2013¸   8 Z 4 6{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2013¸   10 Z 4 10{ 9  > F  S X ‰& ñ )

‘ :

r ƒ  ½ ¨\ " f  H Ó ü t o  II “ §õ " f\  ] jr   ) a  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >_  ë  H ] j& h `  ¦ K    l  0 AK  F  g Ö ¸$ í Ó ü t| 9 õ 

¼

# F  g ó ø Í`  ¦ s 6   x # Œ F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ ] j Œ • “ ¦, ] j Œ •  ) a € 9 ' \  ¦ s 6   x K   r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦   H STEAM

“

§¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ > hµ 1 Ï % i  . > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ Ó ü t o “ § ü < “ ¦1 p x † < ÆÒ q t\ >  & h 6   x ô  Ç   õ  Ó ü t o “ § ü <

†

< ÆÒ q t — ¸¿ º > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›\  @ /K  F N& ñ & h “   ì ø Í6 £ x`  ¦ ˜ Ð% i  . : £ ¤ y , F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x €   F  g " é ¶ _  

 © œ`  ¦ ~ 1 >     or ~  ´ à º e ”    H & h `  ¦ Z  } >  ¨ î  % i  .

PACS numbers: 01.40.Gm

Keywords: F  g Ö ¸$ í € 9 ' ,  r] X z  ´+ « >, ç ß –[ O z  ´+ « >, STEAM “ §¹ ¢ ¤

I. " e  ] Ø

1. Ž ì ŏ Œ8 ý ý m Ç~ ¿V R Ë õ m Í  Ò ×X ì Ä

STEAM “ §¹ ¢ ¤“ É r p A    r\  € 9 כ ¹ô  Ç “  F  € ª œ$ í õ   5

Å

q  o÷ &  H õ † < Æ l Õ ü t _  µ 1 ϲ ú ˜\  @ /q  # Œ † < Ɠ § “ §¹ ¢ ¤ _    

∗

E-mail: [email protected]



o\  ¦ Æ Ò½ ¨ €  " f p ² D G õ † < Æ F é ß –\ " f STEMs    H 6   x # Q

\

 ¦ % ƒ6 £ § • ¸{ 9  % i  . s Ê ê ‚ à Р ) a + À :’  `  ¦ Ô  ¦  Q{ 9 Ü ¼v l  0 A ô

 Ç 3 l q& h Ü ¼– Ð õ † < Æ& h  <  ʓ É r / B N † < Æ& h   “ ¦\  \ VÕ ü t& h   “ ¦\  ¦ Ö

6 x ½ + Ë # Œ STEM “ §¹ ¢ ¤ \ " f Arts % ò % i `  ¦ : Ÿ x ½ + Ëô  Ç STEAM

“

§¹ ¢ ¤ s  1 p x  © œ % i   [1]. ‰ & ³F  Ä ºo 
 _  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /

\

" f STEAM “ §¹ ¢ ¤`  ¦ & h 6   x   H X < ´ ú §“ É r r / B N ç ß –& h  ] j€  •õ  ô

 Ç>  e ” 6 £ § \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ p A _  “  F  € ª œ$ í `  ¦ 0 A # Œ STEAM “ §¹ ¢ ¤ _  % i ½ + É x 9  ×  æ כ ¹$ í s  & h & h   8 & t “ ¦ e ”   1104

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License

(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any

medium, provided the original work is properly cited.

[2].

:

£

¤ y  STEAM_  % ò % i  ×  æ õ † < Ɠ É r STEAM “ §¹ ¢ ¤`  ¦ & h 6   x ô

 Ç á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦  € ª œ >  > hµ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H % ò % i s  . ¢ ¸ô  Ç õ

† < Ɠ §¹ ¢ ¤“ É r é ß –í  H ô  Ç Å Ò{ 9 d ”  “ §¹ ¢ ¤ ˜ Ð   H „ à н ¨ z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x ô

 Ç “ §¹ ¢ ¤ s   8 ´ òõ & h s l  M :ë  H \  õ † < Æ`  ¦ C Ä º  H † < Æ_ þ v  

\

>  „ à н ¨ z  ´+ « > á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›s  ´ ú §s  ] j/ B N| ¨ c à º2 Ÿ ¤ 0 p xÒ  ¦& h s 



. s  Qô  Ç s Ä »\ " f õ † < Æà º\ O \   6   x| ¨ c STEM “ §¹ ¢ ¤ á Ô

–

ÐÕ ªÏ þ ›s  Ë ¨ï  r y  > hµ 1 Ï÷ &“ ¦ e ”   [3–7].

2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o II “ §õ " f ‘ 1 l x õ  y n

C’ é ß –" é ¶ \   H y n C_   r] X õ  ç ß –[ O \  › ' a ô  Ç ? /6   x s  à º2 Ÿ ¤ ÷ &# Q e ”

 . y n C_   r] X õ  ç ß –[ O  é ß –" é ¶ _  † < Æ_ þ v3 l q ³ ð  H “  r] X õ  ç ß – [ O

 1 p x  1 l x _  $ í | 9 \  @ /K  s K ô  Ç .”– Ð ] jr ÷ &# Q e ”   [8]. s  Qô  Ç † < Æ_ þ v 3 l q ³ ð\  • ¸² ú ˜ l  0 AK  “ §õ " f\   H  r] X  õ

 ç ß –[ O z  ´+ « >s  ] jr ÷ &# Q e ”   H X < s  z  ´+ « >[ þ t“ É r F  g " é ¶ _   



© œ    o\    É r ƒ  5 Å q& h “   › ' a ¹ 1 Ïs  # Q§ >    H ë  H ] j& h `  ¦  t

“ ¦ e ”   [9].

2007 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ Ó ü t o  I “ §õ " f\ " f  H y n C_   r] X õ  ç

ß –[ O  z  ´+ « >_   â Ä º y n C_    © œ\      r] X õ  ç ß –[ O Á º] (_  ç

ß –  s  ² ú ˜ t   H  כ `  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Òl  0 AK  F  g " é ¶  © œu ü < ! s q– Ð ó

ø Ít , Õ ªo “ ¦ é ß –{ 9 _ þ ta Å @`  ¦ s 6   x # Œ  r] X  Á º] (\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï 

•

¸2 Ÿ ¤ ] jr  “ ¦ e ”   [10–12]. Õ ªo “ ¦ Y Us $ _   © œ6   x  o– Ð

“

 K  2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ Ó ü t o  2“ §õ " f\ " f  H Y Us $ \  ¦ s

6   x # Œ  r] X õ  ç ß –[ O z  ´+ « >`  ¦ • ¸2 Ÿ ¤ ] jr ÷ &# Q e ” l • ¸ 



 [14]. Õ ª Q
 ! s q– Ðó ø ͓ É r F  g † < ƀ 9 ' – Ð" f & h ] X  t  · ú §Ü ¼ 9 [9], Y Us $ \  ¦ s 6   x # Œ  r] X õ  ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ ½ + É M :\ 



 H # Œ Q   © œ_  Y Us $  € 9 כ ¹ t ë ß –, ‰ & ³ © œ\ " f  6   x  0

p

x ô  Ç Y Us $   H À 1 Ïç ß –Ò  o Y Us $ ü < œ í2 Ÿ ¤Ò  o Y Us $ – Ð F G y  ]

jô  Ç& h s  . t ë ß – F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦  6   x €   ~ 1 >  # Œ Q 

 © œ_  y n C`  ¦ ‚  × þ ˜½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, s  € 9 '   H ¼ # F  g ó ø Íõ  F  g

 Ö

¸$ í Ó ü t| 9 ë ß –`  ¦ s 6   x # Œ B Ä º ~ 1 “ ¦  â ] j& h Ü ¼– Ð ] j Œ •½ + É Ã

º e ”   [9].

s

\  ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H s  Qô  Ç F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x # Œ

“

§¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /_   r] X õ  ç ß –[ O  z  ´+ « >÷  r ë ß –  m   “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ü

@_  ? /6   x“   F  g Ö ¸$ í `  ¦ Ÿ í† < Ê “ ¦ e ”   H STEAM “ §¹ ¢ ¤ á Ԗ Ð Õ

ªÏ þ ›`  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦, > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  ´ òõ \  ¦ ì  r$ 3  “ ¦



 ô  Ç .

2. Ž ì ŏ Œ 5 “ Ó Þ

‘

: r ƒ  ½ ¨_  ”  ' Ÿ í  H " f  H  6 £ § õ  ° ú   .

' Í

P :, y © œ" é ¶ • ¸ Ó ü t o “ §  13" î `  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð ‰ & ³F   6   x ÷ &



 H Ó ü t o II “ §õ " f\  ¦ › ¸  “ ¦  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /ô  Ç ë  H ]

j& h \  @ /K  s B j{ 9 `  ¦ : Ÿ x K  [ O ë  H`  ¦ z  ´r ô  Ç Ê ê, Õ ª [ O ë  H

Fig. 1. Optical activity of quartz.

 

õ \  ¦ ž Ð@ /– Ð “ §õ " f\  ¦ ‚  & ñ “ ¦ “ §õ " f\  ] jr   ) a  r ] X

·ç ß –[ O  z  ´+ « >_  ë  H ] j& h `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

Ñ ü

t P :, y n C_   r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð   H 3 r  ì  r

|

¾ Ó_  STEAM “ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ > hµ 1 Ï ô  Ç .

!

Ó P :, > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ ‰ & ³ © œ “ § [ þ t \ >  & h 6   x • ¸ 2

Ÿ

¤ ô  Ç Ê ê [ O ë  H`  ¦ : Ÿ x K  “ § [ þ t _  ì ø Í6 £ x`  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

Å P :, > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›Ü ¼– Ð Ã º\ O `  ¦ ~ à Γ É r † < ÆÒ q t[ þ t _   

„

 · Ê ê ì ø Í6 £ x`  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

II. T Â ] ØX ì Ä 9 0ß O Ë

1.  Ò Å  Å° Ë ÑÊ Ý Ì ¦ R  Å° Ë Ñ

y n

Cs  ”  ' Ÿ    H 1 l x î ß – „   © œõ    © œ_  ß ¼l ü < ”  1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ó s

 { 9 & ñ ô  Ç  â Ä º s \  ¦ ‚  ¼ # F  g s    9, „   © œõ    © œ_  ß ¼ l

  H    t  · ú §Ü ¼
 y n Cs  ”  ' Ÿ † < Ê\     Õ ª ”  1 l x » ¡ ¤ s  { 9 

&

ñ ô  Ç 5 Å q • ¸– Ð  r„     H  â Ä º\  ¦ " é ¶¼ # F  g s   ô  Ç . s  " é ¶¼ #  F 

g“ É r ß ¼l  " f– Ð ° ú  “ ¦ 0 A © œ  ^π 2 ë ß –
p u
 9 " f– Ð Ã ºf ” 

“

  ¿ º ‚  ¼ # F  g`  ¦ ×  æ^ o ?r ( ” Ü ¼– Ð+ ‹ % 3 `  ¦ à º e ”  . s ü < ì ø Í

@

/– Ð " f– Ð f ” “ § › ' a > \  ¦ ° ú   H ¿ º " é ¶¼ # F  g`  ¦ ×  æ^ o ?r & " f ‚  

¼

# F  g`  ¦ % 3 `  ¦ à º• ¸ e ”   [16].

2. ° Ë Ñ › ÍV R Ë (optical activity)

‚

 + þ A ¼ # F  g ) a y n Cs  F  g Ö ¸$ í B | 9 `  ¦ : Ÿ x õ  €   Fig. 1õ  ° ú   s

 ¼ # F  g“ É r    t  · ú §“ ¦ " é ¶ A _  ”  1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ós   r„  ÷ &# Q


“ : r  .

š ¸  H y n C`  ¦ 5 g ^  ¦ M : Ó ü t| 9 \     „   © œ_  ”  1 l x» ¡ ¤ s  r

>  ~ ½ ӆ ¾ Ó <  ʓ É r ì ø Ír >  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð  r„  ô  Ç  [17]. s  Qô  Ç

‰

&

³ © œ“ É r ¼ # F  g  ü <  Ž F  g    s \  F  g Ö ¸$ í Ó ü t| 9 `  ¦ ¿ º“ ¦ y n C

`

 ¦ { 9  r ( ” Ü ¼– Ð+ ‹ › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   [18]. s  Qô  Ç Ó ü t| 9 _ 

@

/³ ð& h “   \ V  H [ O „ ½ Ó Ã º6   xÓ  oõ  à º& ñ 1 p x s   [17].

y n

Cs  s    B | 9  5 Å q`  ¦ é ß –0 A U  ´s ë ß –
p u ”  ' Ÿ ½ + É M : ¼ #  F 

g s   r„     H y Œ •• ¸\  ¦ “ ¦Ä » F  g  r„  • ¸ (specific rotatory power) ¢ ¸  H “ ¦Ä »  r„   (specific rotation)s    ÒØ Ô 9 de- gree/mm _  é ß –0 A\  ¦ ° ú   H  . B | 9 s  Ó  o^ ‰“    â Ä º\   H 6   x Ó 

o 1 cm ³ { © œ 1 g_  r « Ñ\  ¦  " f s  B | 9  ? /\  ¦ 10 cm ë ß –
p u

”

 ' Ÿ  % i `  ¦ M :_   r„  y Œ •s  “ ¦Ä » r„  s   ) a  . s  “ ¦Ä » r

„

 “ É r ° ú  “ É r Ó ü t| 9 s  • ¸ y n C_    © œ\        oô  Ç . s \  ¦



r„  ì  r í ß –s   ô  Ç .

‚

 + þ A ¼ # F  g`  ¦ f ” “ §“   ¿ º " é ¶¼ # F  g _  ½ + ËÜ ¼– Ð
 è ­ q à º e ”  Ü

¼Ù ¼– Ð, " é ¶+ þ A¼ # F  g \  @ /K  4 Ÿ ¤Ï ã J] X $ í `  ¦ ° ú   H B | 9  ? /\ " f



 H ¿ º " é ¶¼ # F  g _  ”  ' Ÿ  5 Å q • ¸\  s  µ 1 ÏÒ q t # Œ F  g Ö ¸$ í ‰ & ³



© œs 
 è ß – “ ¦ ½ + É Ã º e ”  . ¢ ¸ô  Ç y n C_    © œ\    " f

•

¸ " é ¶¼ # F  g _  ”  ' Ÿ 5 Å q • ¸\  s 
Ù ¼– Ð,   © œ\     F  g

 Ö

¸$ í \  _ ô  Ç ”  1 l x» ¡ ¤ _   r„  | ¾ Ós       H  r„   ì  r í ß –s  { 9 

#

Qè ß – . s  M :ë  H \  Ñ þ ˜Ò  oF  g s  F  g Ö ¸$ í B | 9 `  ¦ : Ÿ x õ  >  

€

  ¼ # F  g l _  y Œ •• ¸\     Ò  os 
¾ º# Q”    [16].

3. ­  o’ ¼­ Ž8 ý 0 n ÉÈ k Ä

s

 © œ& h “   ¼ # F  g l _   â Ä º „   © œ_  ”  1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ós  È Òõ » ¡ ¤ õ

 { 9 u ½ + É M :\   H — ¸Ž  H y n Cs  È Òõ ÷ &“ ¦ ”  1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ós  È Òõ 

»

¡

¤ õ  à ºf ” { 9  M :  H — ¸Ž  H y n Cs  é ß –  ) a  . ¼ # F  g l _  È Òõ 

»

¡

¤ õ  „   © œs  s À ҍ  H y Œ •`  ¦ θ   €   „   © œ`  ¦ È Òõ » ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó _

 $ í ì  r E cos θ ü < s \  à ºf ” ô  Ç $ í ì  r Ü ¼– Ð ì  r K ½ + É Ã º e ”  .

7

£ ¤, È Òõ » ¡ ¤ õ  „   © œ_  ”  1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ós  ¨ î ' Ÿ  t  · ú § 8 • ¸ { 9 



| ¾ Ó_  cos ² θ C  ë ß –
p u _  y n C“ É r È Òõ ô  Ç  [16].

III. Ž ì ŏ Œ8 ý ± n Ç  õ m Í U ê s0 n É

1. Ž ì ŏ Œ± n Ç 

Figure 2 _  ] X  \     y © œ" é ¶ • ¸? /_  Ó ü t o  “ §  13" î _  [ O

ë  H`  ¦ : Ÿ x K  ‰ & ³F  † < Ɠ §\ " f  6   x   H “ §õ " f\  ¦  € Œ • 

“

¦  € Œ •  ) a “ §õ " f\  ] jr   ) a  r] X õ  ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /K  ë  H ]

j& h `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

ì

 r$ 3  ) a  « Ñ\  ¦ ‚ à Г ¦– Ð STEAM“ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ > hµ 1 Ï

“ ¦, y © œ" é ¶ • ¸ ? /\  ™ èF ô  Ç 3> h “ ¦1 p x † < Ɠ § õ † < Æ 1 l x  o  † < Æ Ò q

t 50" î \ >  & h 6   x # Œ Õ ª   õ \  ¦ ì  r$ 3   9, y © œ" é ¶ • ¸ ? / Ó ü t o

“ §  13" î \ >  > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  ´ òõ \  ¦  Ž 7 £ x • ¸2 Ÿ ¤ ô

 Ç .

Fig. 2. (Color online) Research procedures.

2. Ž ì ŏ Œ U ê s0 n É

1) Ó ü t o “ §  [ O ë  H x 9  “ §õ " f ì  r$ 3 

y

© œ" é ¶ • ¸? /_  13" î _  Ó ü t o “ § \ >  † < Ɠ §\ " f  6   x “ ¦ e ”

  H “ §õ " f_  7 á x À Óü <  r] X õ  ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /ô  Ç ë  H ] j& h 

`

 ¦ s B j{ 9 `  ¦ : Ÿ x K  [ O ë  H › ¸ ô  Ç . [ O ë  H`  ¦ : Ÿ x K  27 á x _  Ó ü t o

II “ §õ " f\  ¦ ‚  & ñ ô  Ç Ê ê, Õ ª “ §õ " f\  ] jr   ) a  r] X õ  ç ß – [ O

 z  ´+ « >_  ë  H ] j& h `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

2) F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç STEAM“ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ › > h µ

1 Ï

“

§õ " f ì  r$ 3 õ  “ § [ þ t _  [ O ë  H`  ¦ : Ÿ x K  “ §õ " f\  ] jr 

 )

a  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >_  ë  H ] j& h `  ¦ > h‚   # Œ STEAM כ ¹™ è

 Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ”   H á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ > hµ 1 Ïô  Ç .

3) > hµ 1 Ï  ) a STEAM “ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  & h 6   x õ  ì  r$ 3 

y

© œ" é ¶ • ¸ ? / Ó ü t o “ §  13" î `  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð ß ¼>  ¿ º t  [ O  ë

 H › ¸ \  ¦ ô  Ç . ' Í P :  H > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ ‰ & ³ © œ\  & h 6   x Ù þ

¡`  ¦ M : ‰ & ³ © œ\ " f_  & h 6   x 0 p x$ í , r Z >  ? /6   x _  & h ] X $ í , Å

Ò] jZ >  r ç ß –_  & h ] X $ í , † < ÆÒ q t[ þ t _  ‚ à Ð# Œ• ¸\  › ' a ô  Ç ë  H † ½ Ós 



. Ñ ü t P :  H F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç z  ´+ « >s  l ” > r z  ´+ « >õ  q 

“

§ Ù þ ¡`  ¦ M : z  ´+ « >  © œu _  Ä »6   x$ í , ½ ¨$ í Ó ü t _  & h ] X $ í , › ¸ Œ • _

 6   x s $ í ,   © œ   o_  6   x s $ í ,   õ _  " î S X ‰$ í \  › ' a ô  Ç ë  H

Fig. 3. (Color online) Interference experiment presented in textbooks (gyohaksa).

† ½

Ós  . [ O ë  H ë  H † ½ ӓ É r 5 é ß –>  o & à Ô ' ‘ • ¸ (Ô  ¦ | ¾ Ó, p f  ¨, ˜ Ð :

Ÿ x, € ª œ  ñ, Ä ºÃ º)\  ¦  6   x  9, Ô  ¦ | ¾ Ó`  ¦ 1& h , Ä ºÃ º\  ¦ 5& h Ü ¼– Ð

# Œ ì  r$ 3 ô  Ç .

¢

¸ô  Ç y © œ" é ¶ • ¸ “ ¦1 p x † < Ɠ § õ † < Æ 1 l x  o  † < ÆÒ q t ×  æ  r] X ·ç ß –[ O  z 

´+ « >  â + « >s  e ”   H † < ÆÒ q t 50" î `  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð  „   [ O ë  H`  ¦ 

“

¦, > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ & h 6   x ô  Ç Ê ê † < ÆÒ q t[ þ t _  ì ø Í6 £ x`  ¦ ì  r$ 3  ô

 Ç . † < ÆÒ q t[ þ t _  ì ø Í6 £ x ì  r$ 3 “ É r 3 r  ì  r | ¾ Ó ×  æ 3 r “   F  g

 Ö

¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç z  ´+ « >\  @ /K " f [ O ë  H >  ÷ & 9, [ O ë  H

† ½

Ó3 l q“ É r < É ª p • ¸,  r] X ·ç ß –[ O Á º] ( › ' a ¹ 1 Ï_  à º Z 4$ í ,   © œ\   

 É

r  r] X ·ç ß –[ O Á º] (_     o › ' a ¹ 1 Ï Ä »Á º, z  ´+ « >  © œu _  & h ] X 

$ í

, z  ´+ « >   õ _  " î S X ‰$ í 1 p x s  . s \  @ /ô  Ç [ O ë  H › ¸   H 7

á

x5 Å q ³ ð‘ : r t- Ž & ñ `  ¦ : Ÿ x K  ì  r$ 3 ô  Ç .

IV. Ž ì ŏ Œ+ s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

1. ö n ÚP w ‹  כ r Ç Ã U Ø õ m Í w ‹Ê Ý" e Ä Z ØV Ä

1) [ O ë  H  õ 

[ O

ë  H \  ‚ à Ð# Œô  Ç Ó ü t o “ §  ×  æ 10" î (76.9%)s  …  ;F “ §¹ ¢ ¤, 3" î (23.1%)s  “ §† < Æ  Ó ü t o II “ §õ " f\  ¦  6   x % i “ ¦, [ O  ë

 H \  ‚ à Ð# Œô  Ç „  " é ¶ s   r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ t • ¸ô  Ç  â + « >s  e ” 

%

3  . ¢ ¸ô  Ç Å Ò– Ð ƒ  ] j  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ z  ´r  “ ¦ e ”   H 

  H | 9 ë  H \  @ /K  5" î (38.5%)“ É r à º\ O r ç ß –, 7" î (54%)“ É r 1

l

x  o   Ö ¸1 l x r ç ß –\  z  ´r  “ ¦ e ”  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  .

z 

´+ « >_  ë  H ] j& h Ü ¼– Ѝ  H  € ª œô  Ç   © œ_  F  g " é ¶`  ¦  6   x ½ + É Ã º

\ O

   H _ | s  9" î (69.2%)Ü ¼– Ð  © œ ´ ú §€ Œ ¤“ ¦, Y Us $ \  ¦



6   x l  M :ë  H \  0 A+ « >    H _ | õ   6   x “ ¦ e ”   H Y U s

$ _    © œs  & ñ S X ‰ y  \ O  “  t  · ú ˜ à º \ O    H _ | [ þ t • ¸ e ”

% 3  .

Fig. 4. (Color online) Diffraction experiment presented in textbooks (gyohaksa).

2) “ §õ " f ì  r$ 3 

[ O

ë  H`  ¦ ž Ð@ /– Ð ‚  & ñ  ) a 27 á x _  “ §õ " f\  ] jr   ) a  r] X ·ç ß – [ O

 z  ´+ « >`  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ   H  6 £ § õ  ° ú   .

 ;F “ §¹ ¢ ¤ “ §õ " f_   â Ä º  r] X ·ç ß –[ O  ‰ & ³ © œ\  @ /ô  Ç s  : r

&

h  ? /6   x s  ] jr ÷ &# Q e ” Ü ¼
 z  ´+ « >~ ½ ÓZ O `  ¦ ] jr  “ ¦ e ” t 



 H · ú §€ Œ ¤ .

“

§† < Æ  “ §õ " f_   â Ä º Fig. 3, Fig. 4ü < ° ú  s   r] X  x 9  ç ß – [ O

 z  ´+ « >`  ¦ y Œ •y Œ • ] jr  “ ¦ e ” % 3  . s  “ §õ " f\ " f  H ç ß –[ O  z 

´+ « >_   â Ä º ç ß –  s    É r 3 > h_  s ×  æ_ þ ta Å @`  ¦ s 6   x # Œ s 

×

 æ_ þ ta Å @ ç ß –  \    É r ç ß –[ O Á º] (_     o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï • ¸2 Ÿ ¤ ] j r

 “ ¦ e ” % 3  . ¢ ¸ô  Ç & h Ò  oY Us $ ü < 0 l qÒ  oY Us $ \  ¦ s 6   x

# Œ   © œ\    É r ç ß –[ O Á º] (_     o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï • ¸2 Ÿ ¤ ] jr 

“ ¦ e ” % 3  .  r] X  z  ´+ « >_   â Ä º, s ×  æ _ þ ta Å @@ /’    s ß ¼

–

Ðp '  (¢ ¸  H CD, DVD)\  ¦ _ þ ta Å @Ü ¼– Ð  6   x   H  כ s ü @

\

  H ç ß –[ O z  ´+ « >õ  1 l x{ 9  >  ] jr ÷ &# Q e ” % 3  .

Õ

ª Q
 F  g " é ¶`  ¦ & h Ò  o Y Us $ ü < 0 l qÒ  o Y Us $ – Ðë ß – ] jr 

“ ¦ e ” # Q" f # Œ Q   © œ_  y n C\  @ /ô  Ç z  ´+ « >“ É r Ô  ¦ 0 p x % i 



. é ß – ¿ º t  F  g " é ¶ Ü ¼– Ðë ß – z  ´+ « > • ¸2 Ÿ ¤ # Œ   © œ\    É r



r] X ·ç ß –[ O Á º] (_  ç ß –  _     o\  ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼– Ð ì  r$ 3 ô  Ç   H

 כ

 ^ ‰ õ † < Æ& h Ü ¼– Ð  H _ p  \ O   H „ à н ¨õ & ñ s  ÷ &# Q

! Q§ 4  .

2. ° Ë Ñ › ÍV R Ë ý m Ç' [õ u §  › ͓ Ó Þ” X ¢ STEAM w ‹“ Õ × ³ Žz º§ Žq œ 

~

¿W d l

>

hµ 1 Ï  ) a STEAM “ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ r Z > – Ð כ ¹€  • €   Table 1 õ  ° ú  “ ¦,  Ö ¸1 l x ? /6   x`  ¦ ½ ¨^ ‰& h Ü ¼– Ð [ O " î €    6 £ § õ

 ° ú   .

Table 1. STEAM education program consisting of 3 hours classes.

Class hour Title Activity STEAM element

1 Polarization Phenomenon

Study the polarization phenomena

S,T,M Find the polarization phenomena in life.

Observe the polarization by reflection.

Make a polarization magic box.

2 Optical Activity

Study the optical activity

S,T,A,M Find optical activity materials in life.

Make a key ring using the optical activity

3

Making Optical Activity Filter and Making the optical activity filer using a syrup

S,T,E,A,M Diffraction, Interference Diffraction and interference pattern recording

Experiments and analysis using optical activity filter

Table 2. Teacher’s opinion of Developed program.

Item Likert scale

Applicability of school 4.23 The appropriateness of the content 4.15

The time required 4.54

Participation of students 4.08

- 1 r  : ¼ # F  g‰ & ³ © œ_  s  : r& h “   ? /6   x`  ¦ † < Æ_ þ v “ ¦, ¼ #  F 

g ó ø Ís  { 9  © œÒ q t Ö ¸ \ " f # Qb  G>   6   x ÷ &  H t  ¹ 1 Ô ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç



. Õ ªo “ ¦ ì ø Í \  _ ô  Ç ¼ # F  g`  ¦ [ O " î “ ¦ f ” ] X  › ' a ¹ 1 Ï • ¸ 2

Ÿ

¤ ô  Ç . Õ ªo “ ¦ ¼ # F  g ó ø Í  Õ ü t  © œ \  ¦ ] j Œ •ô  Ç . ï  r q Ó ü t:

¼

# F  g ó ø Í 2Š © œ, ¼ # F  g ó ø Í  Õ ü t  © œ  [ jà Ô

- 2 r  : F  g Ö ¸$ í _  s  : r& h “   ? /6   x`  ¦ † < Æ_ þ v “ ¦, Å Ò0 A\ 

"

f F  g Ö ¸$ í Ó ü t| 9 `  ¦ ¹ 1 Ô ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç . Õ ªo “ ¦ ¼ # F  g ó ø Íõ  F  g

 Ö

¸$ í s  e ”   H È Ò" î _ …s á Ô\  ¦ s 6   x # Œ · ú ˜2 Ÿ ¤ ² ú ˜2 Ÿ ¤ ô  Ç \ P û Z“ ¦ o

\  ¦ ë ß –[ þ t # Q ˜ Е ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç . s M : È Ò" î _ …s á Ô\  ¦ # Œ Q  © œ    5

g ¿ ºa \  ¦ ² ú ˜o  €   F  g Ö ¸$ í \  _ K  Ò  o¾ ú ˜s  ² ú ˜ f ” `  ¦ † < Ê a

 [ O " î • ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç . ï  r q Ó ü t: ¼ # F  g € 9 2 £ §, Ó ü t% È , [ O „ ½ ÓÓ ü t, È Ò

"

î _ …s á Ô, 0 A, \ P û Z“ ¦o  ë ß –[ þ t l  [ jà Ô.

- 3 r  : ¼ # F  g ó ø Íõ  Ó ü t% È Õ ªo “ ¦ Ä »o ó ø Í, e  ¦  Û ¼h Ë : › ' a

`

 ¦ s 6   x # Œ F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ ] j Œ • “ ¦, ] j Œ •  ) a F  g Ö ¸$ í € 9  '

ü < B j – Ð  r] X · ç ß –[ O Á º] (\  ¦ O É Œ% ò ô  Ç Ê ê image Já Ԗ Ð Õ

ªÏ þ ›`  ¦ s 6   x # Œ  r] X ·ç ß –[ O Á º] (_  ç ß –  `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç .

0

A 3 r  ì  r | ¾ Ó_  á Ԗ ÐÕ ªÏ þ › ×  æ 3 r \  K { © œ   H ½ ¨^ ‰

&

h “   B ¾ »\ O `  ¦  Ò2 Ÿ ¤ \ " f ] jr  % i  .

3. 4 ®  oc Ü R STEAMw ‹“ Õ × ³ Žz º§ Žq œ 8 ý X ì Ä “ Ó ÞÊ Ý Ä Z ØV Ä +

s ÇÊ Ý

1) Ó ü t o “ § [ þ t _  [ O ë  H  õ 

Ó ü

t o “ §  13" î _  [ O ë  H`  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ   H Table 2 ü < ° ú  



. [ O ë  H \   6   x ) a [ O ë  H t   H ~ à Ì& ñ ç  H (2006) _  [ O ë  H ë  H † ½ Ó

`

 ¦ à º& ñ ô  Ç ë  H † ½ Óõ  f ” ] X  > hµ 1 Ïô  Ç ë  H † ½ Ó`  ¦ Ÿ í† < Ê % i  .

. > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›\  @ /ô  Ç „  ì ø Í& h  ? /6   x

>

hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›\  @ /ô  Ç “ § [ þ t _  _ | `  ¦ ˜ Ѐ   Table 2 ü < ° ú  s  5é ß –>  o & à Ô ' ‘ • ¸° ú כ_  # 3 0 A 4.08 ∼ 4.54– Ð Z

 }“ É r ° ú כ`  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . s   H ‘ : r á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›s  † < Ɠ § ‰ & ³ © œ

\

 & h 6   x 0 p x  9, á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  ? /6   x s 
 r ç ß – ì  r C  & h  ] X

 # Œ † < ÆÒ q t[ þ t _  ‚ à Ð# Œ• ¸ Z  }“ É r  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß –  ) a  . Õ ª o

“ ¦ “> hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ ƒ  ] j  Ö ¸6   x €    © œ ´ òõ & h  s

 ’ x  H ?”   H | 9 ë  H \  10" î (77%)s  õ † < Æ1 l x  o   Ö ¸ 1

l

x Ü ¼– Ð  © œ & h ] X   “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  . “> hµ 1 Ï z  ´+ « >s  # Q

‹

"

 ? /6   x \   © œ ´ òõ & h s  ’ x  H ?”    H | 9 ë  H \  [ O ë  H

\

 ‚ à Ð# Œô  Ç “ §  ×  æ 69% (9" î )  r] X ·ç ß –[ O  à º\ O \   © œ

´

òõ & h { 9   כ s  “ ¦ 6 £ x ² ú šÙ þ ¡Ü ¼ 9, 24% (3" î )  H F  g Ö ¸$ í , 7% (1" î )  H ¼ # F  g‰ & ³ © œ\  • ¸¹ ¡ § s  | ¨ c  כ s  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  .

. “ §õ " f z  ´+ « >õ  F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç z  ´+ « > q “ §

“

§õ " f z  ´+ « >õ  F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç z  ´+ « >`  ¦ q “ § 



 H [ O ë  H   õ   H Table 3 õ  ° ú   .

“

§õ " f z  ´+ « >\  @ /ô  Ç † ½ Ó3 l q[ þ t“ É r o & à Ô 5é ß –>  ' ‘ • ¸° ú כ 1.46 ∼ 4.54 # 3 0 A\  ¦ % 3 % 3 “ ¦, > hµ 1 Ï z  ´+ « >“ É r 3.84 ∼ 4.38 # 3  0

A\  ¦ % 3 % 3  . “ §õ " f z  ´+ « >\ " f › ¸ Œ •_  6   x s $ í õ    õ _ 

"

î S X ‰$ í \ " f Z  }“ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ðs   H s Ä »  H Y Us $ \  ¦ s 6   x

# Œ  r] X ·ç ß –[ O Á º] (\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï “ ¦ ì  r$ 3  • ¸2 Ÿ ¤ ] jr ÷ &# Q e ”  l

 M :ë  H s  9,   © œ_     o_  6   x s $ í s  ± ú “ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ðs 



 H s

Ä »  H  € ª œô  Ç Y Us $ \  ¦ s 6   x ½ + É Ã º \ O l  M :ë  H s  “ ¦ ó

ø Íé ß –  ) a  .

ì

ø ̀   F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x ô  Ç z  ´+ « >_   â Ä º   © œ    o_  6

x s $ í † ½ Ó3 l q \ " f 4.38– Ð  © œ Z  }“ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” `  ¦

Table 3. Comparison of the developed experiment and textbooks experiment by teachers.

Item Likert scale

Textbooks experiment Development experiment

Usefulness of the experimental device 2.38 4.00

The appropriateness of the constructs 2.23 3.84

Ease of operation 4.54 4.38

Ease of change in wavelength of light source 1.46 4.23

Clarity of results 4.46 4.38

Table 4. Differences in student’s reaction before and after implementation of development programs (N = 50).

Item Average Standard deviation

t Probability Before After Before After

Interest 2.420 4.100 .8352 .7354 -10.487 .000

Observe the diffraction pattern 4.020 4.240 .5529 .8935 -1.315 .195 Observe the diffraction pattern

2.220 4.080 .9750 .7516 -11.690 .000

changes according to the wavelength.

Observe the interference pattern 3.920 4.060 .8291 .8430 -1.000 .322 Observe the interference pattern

1.920 3.580 1.006 .9916 -8.087 .000

changes according to the wavelength.

The appropriateness of the experimental

1.840 3.320 .8889 .8908 -8.488 .000

device

Clarity of results 1.680 3.460 .7677 .7879 -10.342 .000

÷

 r ë ß –  m   › ¸ Œ •_  6   x s $ í õ    õ _  " î S X ‰$ í † ½ Ó3 l q \ " f

•

¸ > hµ 1 Ï z  ´+ « >“ É r Z  }“ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  .

2) † < ÆÒ q t & h 6   x   õ 

‘

: r á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ & h 6   x ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t“ É r õ † < Æ 1 l x  o  † < ÆÒ q t[ þ t

–

Ð" f Y Us $  F  g " é ¶ Ü ¼– Ð  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ ô  Ç  â + « >s  e ”   H 50" î _  † < ÆÒ q t[ þ t s  .

‘

: r á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ & h 6   x ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _  ì ø Í6 £ x`  ¦ 5 é ß –>  o & à Ô '

‘ • ¸ü < : Ÿ x >  ì  r$ 3  á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“   SPSS\  ¦ s 6   x # Œ y Œ • † ½ Ó3 l q Z >

– Ð ì  r$ 3 ô  Ç   õ   H Table 4 ü < ° ú   . Table 4\ " f ^  ¦ à º e ”

1 p w s   r] X ·ç ß –[ O  Á º] (_  › ' a ¹ 1 Ï Ä »Á º\ " f• ¸ & h 6   x„  ·Ê ê

 H s \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” t  · ú §Ü ¼ 9, Ä »_ p ô  Ç    o\  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”

t  · ú § . s   H Y Us $ \  ¦ s 6   x # Œ z  ´+ « > €    r] X ·ç ß –[ O  Á

º] (\  ¦ " î S X ‰ y  › ' a ¹ 1 Ï ½ + É Ã º e ” l  M :ë  H \  & h 6   x „  ·Ê ê  H  s

\  ¦ ˜ Ðs t  · ú §  H  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß –  ) a  .

¢

¸ô  Ç z  ´+ « >`  ¦ ”  ' Ÿ    H ×  æ  © œ “   © œ U  ·% 3 ~   ? /6   x`  ¦ ¶ n s



 H ë  H † ½ Ó\  6 £ x ² ú šô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _  ² ú š  `  ¦ ˜ Ѐ  , Ó ü t% È `  ¦ s 6   x K 

"

f F  g † < ƀ 9 ' \  ¦ ë ß –[ þ t% 3 ~    כ , ( Ž É Ó' \  ¦ s 6   x K   r] X ·ç ß –[ O  Á

º] (_  ç ß –  `  ¦ q “ § Ù þ ¡~    כ , image Já Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ s 6   x 

#

Œ  r] X ·ç ß –[ O  Á º] (_  ç ß –  `  ¦ ì  r$ 3 Ù þ ¡~    כ 1 p x Ü ¼– Ð 6 £ x ² ú š 

“

¦ e ”  .



r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _  < É ª p • ¸  H & h 6   x „   2.4 \ " f & h 6   x Ê ê 4.1– Ð  © œ5 p x % i Ü ¼ 9 Ä »_ p ô  Ç    o\  ¦

˜

Ðs “ ¦ e ”  . s   H z  ´+ « >`  ¦ ”  ' Ÿ    H ×  æ Ó ü t% È `  ¦ s 6   x K 

€ 9

' \  ¦ ] j Œ •  
, ( Ž É Ó' \  ¦ s 6   x K  f ” ] X  z  ´+ « >   õ \  ¦ ì

 r$ 3    H 1 p x _   Ö ¸1 l x s  † < ÆÒ q t[ þ t _  < É ª p \  ¦ ’   © œ r †    כ Ü ¼

–

Ð ó ø Íé ß –  ) a  .

 © œ\    É r  r] X ·ç ß –[ O _     o › ' a ¹ 1 Ï # ŒÂ Ò\  ¦ ¶ n s  H | 9 ë  H

\

" f & h 6   x „  ·Ê ê  H s \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” Ü ¼ 9, Ä »_ p ô  Ç   



o\  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . s   H F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x €   F  g " é ¶ _  

 © œ`  ¦ ~ 1 >     o r ~  ´ à º e ”    H  כ s  † < ÆÒ q t[ þ t \ >  F N& ñ

&

h  ´ òõ \  ¦ ï  r  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •  ) a  .

V. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨  H 2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ Ó ü t o II “ §õ " f 27 á x \  ] j r

  ) a  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ ì  r$ 3  “ ¦ s \  ¦ ž Ð@ /– Ð Ó ü t| 9 _  F  g

 Ö

¸$ í õ  y n C_  ¼ # F  g,  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /ô  Ç “ ¦1 p x † < Ɠ § † < ÆÒ q t [

þ

t _  s K \  ¦ • ¸Ö  ¦ à º e ”   H STEAM “ §¹ ¢ ¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ > h µ

1 Ï # Œ Õ ª ´ òõ \  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç  כ s  .

y

© œ" é ¶ • ¸ Ó ü t o “ §  13" î _  [ O ë  H`  ¦ : Ÿ x K  > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ª Ï þ

›_  ´ òõ \  ¦ · ú ˜ ˜ Ѐ Œ ¤Ü ¼ 9, [ O ë  H ë  H † ½ ӓ É r á Ԗ ÐÕ ªÏ þ › ´ òõ 

$ í

`  ¦ ¶ n s  H 6ë  H † ½ Óõ  l ” > r “ §õ " f_  z  ´+ « >õ  q “ §   H 4ë  H

†

½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í % i  . ¢ ¸ô  Ç y © œ" é ¶ • ¸\  ™ èF ô  Ç “ ¦1 p x † < Ɠ § õ 

†

< Æ 1 l x  o  50" î \ >  > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ & h 6   x % i Ü ¼ 9,

 Ž

 ë  H † ½ ӓ É r  „   5ë  H † ½ Ó  Ê ê 6ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í % i  .

“

§  [ O ë  H   õ , > hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  ‰ & ³ © œ & h 6   x 0 p x$ í ,

?

/6   x _  & h ] X $ í , r ç ß –_  & h ] X $ í , † < ÆÒ q t ‚ à Ð# Œ• ¸ — ¸¿ º 4& h 

˜

Ð  Z  }“ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ð% i  . “ §õ " f z  ´+ « >õ  q “ § % i `  ¦ M :

>

hµ 1 Ï  ) a á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  z  ´+ « >  © œu _  Ä »6   x$ í õ    © œ    o_  6

x s $ í \ " f  8 Z  }“ É r ' ‘ • ¸\  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . Õ ªo “ ¦ > hµ 1 Ï  ) a á

Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“ É r õ † < Æ 1 l x  o   Ö ¸1 l x Å Ò] j– Ð & h ½ + Ë  “ ¦ 6 £ x ² ú š 

% i  .

†

< ÆÒ q t & h 6   x   õ ,  r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >\  @ /ô  Ç † < ÆÒ q t[ þ t _  < É ª p 

•

¸ 7 £ x  % i Ü ¼ 9,   © œ\    É r  r] X ·ç ß –[ O Á º] (_     o

\

 ¦ ~ 1 >  › ' a ¹ 1 Ï ½ + É Ã º e ” % 3  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  . ¢ ¸ô  Ç z  ´+ « >  © œ u

 & h ] X  % i “ ¦, z  ´+ « >   õ  " î S X ‰  “ ¦ 6 £ x ² ú š % i  .



 " f ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç 3 r  ì  r | ¾ Ó_  STEAM “ §

¹

¢

¤ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“ É r y n C_  ¼ # F  g ‰ & ³ © œõ  Ó ü t| 9 _  F  g Ö ¸$ í `  ¦ s K 

  H X < • ¸¹ ¡ §`  ¦ ×  ¦ ÷  r ë ß –  m    r] X ·ç ß –[ O Á º] (ü <   © œ_ 



© œ › ' a$ í `  ¦ s K    H X <\ • ¸ • ¸¹ ¡ § s  ÷ &o   Ò q ty Œ •ô  Ç .

q

2 Ÿ ¤ F  g Ö ¸$ í s    H > h¥ Æ s  “ ¦1 p x † < Ɠ § “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\  Ÿ í

†

< Ê÷ &# Q e ” t   H · ú §t ë ß – ~ ½ Óõ  Ê ê r ç ß –`  ¦  Ö ¸6   x # Œ F  g Ö ¸$ í

`

 ¦ d ”  o† < Æ_ þ v “ ¦, s M : ] j Œ •  ) a F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ s 6   x # Œ

&

ñ ½ ©Ã º\ O r ç ß –\  y n C_   r] X ·ç ß –[ O  z  ´+ « >`  ¦ z  ´r ô  Ç €   ‘ : r á

Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“ É r † < Ɠ § ‰ & ³ © œ\ " f  8 ´ òõ & h Ü ¼– Ð  Ö ¸6   x s  0 p x

½

+ É  כ s    « Ñ  ) a  .

P

c p 8 ý ò k >

s

 ƒ  ½ ¨  H y © œ2 £ x" é ¶ Å Ò@ /† < Ɠ §  ƒ  õ † < ƃ  ½ ¨™ è_  t " é ¶`  ¦

~ Ã

Î  à º' Ÿ  ) a ƒ  ½ ¨{ 9 m  .

APPENDIX A: 3 S   › ͎ Ò Þ 8 0 ¥° n Ç

1. ° Ë Ñ › ÍV R Ë ý m Ç' [ < gX c l (Fig. 5)

f ”

 â s  5 cms “ ¦, Z  } s  3 cm“   e  ¦  Û ¼h Ë : › ' a 1 > h, " é ¶ + þ

AÄ »o  (f ”  â 5 cm) 2> h, ¼ # F  g € 9 2 £ §, / å J À Ò| , r ×  æ \  ó ø ÍB 

÷

&“ ¦ e ”   H d ” 6   x Ó ü t% È 1 p x`  ¦ ï  r q ô  Ç .

. e  ¦  Û ¼h Ë :_  ô  ÇA á ¤ { 9 ½ ¨\  ¦ / å J À Ò| `  ¦ s 6   x # Œ Ä »o 

\

 ¢ - a„   x 9 ‚ à Ìr †   .

.  ҂ Ã Ì  ) a Ä »o   A A á ¤ Ü ¼– Ð † ¾ Ó >  Z  ~ “ ¦ Ó ü t% È Ü ¼– Ð e

 ¦  Û ¼h Ë : › ' a`  ¦ G î  r  .



. Ó ü t% È `  ¦ e  ¦  Û ¼h Ë : › ' a \  V , `  ¦ M : l Ÿ í
 s Ó ü t| 9 s  Ò q t l

t  · ú §• ¸2 Ÿ ¤ Å Ò_ ô  Ç .

Fig. 5. Scheme of optical filter.

Fig. 6. Scheme of diffraction and interference experi- ments with an optical activity filter.



. Ó ü t% È Ü ¼– Ð 1 p q G 0 >”   e  ¦  Û ¼h Ë : › ' a \  " é ¶+ þ AÄ »o \  ¦ Â

҂ Ã Ì # Œ Ó ü t% È s  D h# Q
t  · ú §• ¸2 Ÿ ¤ / å J À Ò| Ü ¼– Ð x 9 4 Ÿ x ô

 Ç .



. ¼ # F  g € 9 2 £ §`  ¦ " é ¶+ þ AÄ »o ü < ° ú  “ É r ß ¼l – Ð ¸ ú ˜  " é ¶+ þ AÄ » o

_  ô  Ç A á ¤ €  \   ҂ à Ìô  Ç .

2. > H± n Ç·‡ ˜ mכ r ɓ ¤2 ý  Ž ÍW _ Ë õ m Í Ä Z ØV Ä M 

. F  g " é ¶`  ¦ œ í& h  o  9.1 mm“   E $ ™Ý ¼_  œ í& h \  Z  ~  

¨ î

' Ÿ F  g s  _ þ ta Å @\  { 9   • ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç .

. F  g " é ¶ õ  E $ ™Ý ¼  s \  F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦ Z  ~  H  .



. _ þ ta Å @ “ ¦& ñ ó ø Í\  é ß –{ 9 _ þ ta Å @`  ¦ “ ¦& ñ r †   Ê ê B j  E $ ™ Ý

¼\   ҂ à Ìô  Ç .



. F  g " é ¶`  ¦ ] jü @ô  Ç z  ´+ « >z  ´_  › ¸" î `  ¦ — ¸¿ º  H Ê ê B j



_  œ í& h   o \  ¦ › ¸] X  # Œ  r] X  Á º] (  © œ ¸ ú ˜ ˜ Ðs   H

&

h

`  ¦ ¹ 1 ԓ É r Ê ê O É Œ% ò ô  Ç .



. F  g Ö ¸$ í € 9 ' \  ¦  6   x # Œ F  g " é ¶ _  Ò  o`  ¦ Ô  „“ É rÒ  o\ " f 

ê ø ÍÒ  o, œ í2 Ÿ ¤Ò  oÜ ¼– Ð  Ë ¨# Q€  " f  r] X Á º] (\  ¦ O É Œ% ò ô  Ç .



. é ß –{ 9 _ þ ta Å @ @ /’   s ×  æ_ þ ta Å @Ü ¼– Ð 0 Aü < ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ç

ß –[ O Á º] (\  ¦ O É Œ% ò ô  Ç .



. Image J á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ s 6   x # Œ  r] X Á º] (ü < ç ß –[ O Á º ]

(_  ç ß –  õ  µ 1 ßl \  ¦ & ñ $ í & h , & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼– Ð q “ §ô  Ç . Im- age J á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_   6   xZ O “ É r ( Ž É Ó' ü < ƒ     ) a “ §¹ ¢ ¤6   x ì  r F 

g l  ] j Œ •õ  “ §¹ ¢ ¤& h   Ö ¸6   x ƒ  ½ ¨\ " f s p  ] jr   ) a   e ”   [19].

REFERENCES

[1] J. Tae, J. Gifted/Talented Edu. 21, 1011 (2011).

[2] H. Lee, Understanding and Application of STEM/

STEAM Education (Book’s Hill, Seoul, 2012).

[3] H. Lee and H.-M. Choi, New Phys.: Sae Mulli 60, 157 (2010).

[4] J. Kim and H.-M. Choi, Sae Mulli 57, 163 (2008).

[5] M. Kwon and H.-M. Choi, Sae Mulli 58, 130 (2008).

[6] J.-Jo, Ms. Thesis, Kyungpook National University, 2012.

[7] K.-Y. Kim and H.-M. Choi, New Phys.: Sae Mulli 63, 133 (2013).

[8] Ministry of Education, Science and Technology, The 2009 Revised National Curriculum 2009-41 (MEST, Seoul, 2009).

[9] H.-H. Lee and J.-S. Yoon, Sae Mulli 59, 207 (2009).

[10] J. S. Kwon, B.-K. Kim, Y.-S. Kim, J.-S. Mun and H.-J. Choi et al., Physics I (Kyohaksa, Seoul, 2003).

[11] C. W. Lee, Physics I (Jungangkyouk, Paju, 2003).

[12] J. S. Jang, Physics I (Jeehaksa, Seoul, 2003).

[13] J.-K. Kim, S.-J. Kim, D.-K. Kim and Y.-H. Mun, High Top Physic I (Dusandong-a, Seoul, 2002).

[14] Y.-M. Kim, B.-H. Joung, S.-W. Kim, B.-Y. Park and J.-W. Park et al., Physics II (Kyohaksa, Seoul, 2011).

[15] S.-I. Kwak, S.-H. Ryu, D.-K. Kim, J.-J. An and O.- S. Lee et al., Physics II (Chunjea, Seoul, 2011).

[16] J.-S. Yoon, Fundamental Optics (Duyangsa, Seoul, 2002).

[17] Seoul University, Modern Optics (Kyomunsa, Seoul, 1996).

[18] J.-H. Jo, Introduction to Modern Optical Engineer- ing (Choungmunkak, Paju, 2006).

[19] I.-Y. Shin, H.-K. Kim, B.-S. Choi, J.-Y. Park and H.-K. Hong et al., J. Curriculum and Evaluation 12, 199 (2009).

[20] J.-G Park, Ms. Thesis, Korea National University of

Education, 2006.