1. 개요 □ 연구목적

1. 개요

□ 연구목적

○ LED를 점광원으로 사용하여 선명하면서도 다양한 글자모양의 LED광원 장치를 개발하여 백열전구를 사용하는 기존 과학 교구를 단점을 보완하여 교실수업에 적합한 광학 실험 교구를 제작할 수 있다.

○ 제작한 LED 교구장치를 적용하여 다양한 주제의 융합과학실험방법을 고안할 수 있다.

□ 연구범위

○ 개별 LED가 점광원으로 기능을 할 수 있다는 특징을 활용하여 다양한 글자모양을 자유롭게 구성할 수 있는 LED광원 보드를 개발하였다. 더 나아가 LED의 반도체적 특성과 백열전구를 사용한 기존광학교구의 단점을 보완하면서 LED의 반도체특성과 점광원의 장점을 적용하여 LED 광학 실험 방법을 개발하여 광학(빛)관련 융합과학 실험을 고안하였다.

2. 연구 수행 내용

□ 이론적 배경 및 연구주제선정

LED는 반도체의 가장 대표적 부품이지만 교과서에서 LED를 적용한 탐구실험은 찾아보기 힘들다. 현재의 중학교 과학 및 물리(고등학교) 교과서에는 백열전구를 사용 한 물체의 상과 굴절, 빛의 회절과 같은 광학실험이 대분을 이루고 있다.

1) 일상생활에서의 LED

기존백열전구들이 에너지 효율과 선명도가 우수한 LED 전등으로 대체되고 있다.

LED 신호등은 백열전구 대신 반도체 발광소자(light emitting diodes)를 장착한 제품 으로 85% 이상의 절전(백열전구 : 100W, LED : 15W)이 되면서도 색깔이 선명할 뿐만 아니라, 10배 이상의 긴 수명(백열전구 : 4,000시간 정도, LED : 50,000시간 이상)으 로 경제성과 선명도가 매우 우수하다. 또한 본 작품에서 중요하게 적용된 LED 하나하 나가 점광원의 역할을 할 수 있기 때문에 다양한 글자모양을 표현할 수 있다.

2) 기존 광학교구분석

백열전구를 사용한 기존의 광학 실험 장치는 빛이 많이 퍼져서 암실조건에서 실험을 수행한다든지 전구가 매우 뜨겁고 또 파손이 되기도 하여 광원으로써 많은 불편함을

+

느꼈었다. 특히 백열전구 광원으로 할 수 있는 실험의 종류 도 렌즈에 의한 굴절, 오목거울 반사 정도이며 전반사 , 회절실험에 의한 빛의 파장 측정이나 빛의 합성과 같은 색깔에 의한 실험 같은 것은 불가능하다. 또한 교류전원 (220V)을 사용하며 60W의 엄청난 소비전력, 광원과 물체 를 별도로 사용하는 간접광원으로 사용하는 되는 점도 불 편했다. 한편 LED는 반도체 특성에 의하여 다양한 색깔을 만들어 낼 수 있고 크기도 작아서 여러 개가 모여 물체의 형체를 만들어낼 수 있는 점광원으로써 장점을 이용할 수

있어서 기존 백열전구 광학교구를 대신할 수 있을 것이라고 판단되었다. l 백열전구와 LED 광원으로서의 기능비교

그림 1 [LED 신호등]

백열전구 LED 비고

전력소모 60Wh = 60*3,600J 60mWh*20개 = 0.12*3600J

소비전력 1/50으로 감소

실험조건 ^{간접광원으로 사용된} 상이 흐릿함

점광원으로써 상이 뚜렷함

안전도 ^{화상(내부온도 3000K,} 표면온도 87도)

LED표면온도 30~40 도 (전류 세기따라)

회로 과열이 아닌 이상 LED를 사용 한 실험은 안전하 다.

실험종목

다른 종류의 실험도구 (필터) 필요한 경우가 많고 실험종목도 제한 적임

LED색깔별 반도체 특성 장점을 활용 실험범위가 넓고 LED자체가 광원이 자 물체역할

적외선 LED 암실 이 아닌 장소에서 도 실험, 점광원 장점을 살려서 글 자모양 상을 형성

□ 연구 방법

○ R&E 연구 방법 및 활동 내용(문제 해결을 위한 실험, 기법, 전문가 자문포함 )

주요 활동 시기 비고

R&E 주제탐색 및 과제 소개 4월 초 R&E 희망 동아리 학생 LED 광원보드 연구주제선정 및 문헌조사 시작 4월 초 R&E 연구 계획서 시작 자문 교수님(과학, 연구논문) 전화 및 이메일 연락 4월 중순 R&E 연구 계획서 방향

지도

LED 광원보드 연구주제의 STEAM 요소 분석 4월 초 R&E 연구 계획서 작성 LED 광원보드 제작 부품 조사 및 구입 5 월 초 전포동 전자상가 LED 광원보드 제작 설계(1차) 5 월 초 이재창 박사 자문 자문 교수님(공학) 랩실 방문 5 월 중순 신라대학 신소재공학

과

LED 광원보드 제작 완성(1차) 6 월 초순 워크샵/공개수업 자문 박사님(과학, 연구논문) 본교학교 방문 6 월 하순 사상고등학교 자문 박사님(공학) 랩실 방문 7월 초 중간과정 검토 제작 LED 광원보드사용 IT기기 도입 융합실험 7월 중순-하

순

스마트폰과 광통신(광 섬유) 도입

실제 LED 광원보드의 교과서 실험 해보기(예비실험) 8월 초 굴절 ,편광 및 전반사 실험

자문 박사님(과학, 연구논문) 랩실 방문 8월 중순 울산 마이스터고 LED 광원보드 제작 수정 및 설계(2차) 8 월 중순 이재창 박사 자문 실제 LED 광원보드의 교과서 실험 해보기(예비실험) 8월 말 회절 및 간섭 실험

R&E 중간발표회 참가 9월 초 창원과학고

개발 LED 광원보드의 과학교구 등록 1 0 월 / 필 요

시 부일과학사

제작 작품의 일반화 논의 11월 초 자문 박사님

보고서 및 활동 정리 11월 중순 연구활동 정리 및 발표

회 준비

활동 보고서(책자) 제작 11월 말

R&E 연구활동 발표 11월 말 한국과학창의재단

○ LED광학 보드개발 연구주제의 STEAM 요소와 역할분담

STEAM 영역 세부 요소 ^1팀

(2명)

2.팀 (2명)

3팀

(2명) 자문 및 연구자료

Science

▸ 빛의 직진, 굴절, 반사(전반사)

▸ 빛의 간섭과 회절

▸ 백열전구와 led구조의 비교

▸ LED글자보드(적색, 그린, 적외선), 회절 필름(격자), 줄자, 스크린, 작도 도구,

◯ ^연구논문:Physcis teacer 논 문자료, 현장과학교육학회지, 과학교육학회지

LED를 이용한 빛의 탐구놀 이, 송지은, 제 27회 한국학 생발명대회, 2005

HowStuffWorks "How Light Emitting Diodes Work"

◯

◯

Engineerin g

Technology

▸ LED의 반도체 특성과 전자회로 설계

▸ 스마트폰의 광학적

특성(액정의 구조, 적외선 관찰)

▸ 광통신 응용, 광섬유 케이블 점광원 매칭디자인

◯ LED를 이용한 빛과 색에 대

한 탐구 및 교구 개발, 이덕 희 외 1명 제 54과학전 람회 자료 (국립중앙과학관), 2008

LED-IT 융합 산업화 연구센 터www.liftrc.re.kr

◯

◯

A r t , History

▸ 빛을 사용하게 되는 역사적인 기구와 사례탐구

▸ 빛을 내는 우리 주변의 장치들 탐구(백열전구, LED 중심으로)

▸ 빛 과 예술적 감각

▸ 교구의 실험 목적에 부합하는 효율적인 “LED 광학실험보드” 디자인(설계)

◯ ^과학동아: 빛과 예술, 빛의 사용과 인류의 역사

융합교과에서의 빛과 예술: 사상고 미술교과 수업 워크 숍

신라대학교 신소재 공학과 이성수교수(초청특강)

◯

◯

Math, Tech

▸수학 삼각함수와 빛의 파동

▸ 두함수의 중첩과 빛의 간섭

▸그래프와 데이터 분석

◯

스마트폰 앱을 이용한 수학 함수 시뮬레이션

Graph 공개소프트웨 사용 및 데이터 분석

융합교과에서의 수학과 광학 에서의 물리법칙: 사상고 수

학교과 수업 워크숍

◯

◯

□ 연구내용

1. 기존 백열전구와 우리가 제작한 LED광원 굴절실험 비교

LED광학교구장치 개발은 장치의 개발 못지않게 기존 장치의 문제점 분석, 실험 방법 의 고안, 실험결과분석 3가지 영역을 함께 연구하고 발전시켜나가야 한다고 볼 수 있다.

“백열전구와 우리가 제작한 LED광원 굴절실험 비교” 작품 활동은 연구 활동의 출발점 이자 연구내용의 핵심 영역이 포함된 대표적 사례라고 할 수 있다.

가. 기존 백열전구의 굴절실험 문제점

-기존 백열전구실험에서는 전구가 빛을 비추어주는 기능으로 사용되기 때문에 물체 (여기서는 사인펜)를 별도로 추가로 사용하여야 한다. 또한 그림4.와 같이 물체의상이 흐릿하여 물체가 초점에 의해서 제대로 맺혀진 것인지 판단하기 어려운 점이 있다. 나. 우리가 제작한 LED광원의 굴절실험 장점

그림 3 [LED 광원으로 볼록렌즈 초점을 맞춘 상]

LED광 원

볼록렌 즈

스크 린

그림 3 [백열전구로 볼록렌즈 초점 맞춘 상]

광원과 물체 볼록렌즈

스크린

그림1 [백열전구로 볼록렌즈 초점 찾는 실험]

- 우리가 제작한 광원은 사이즈도 작고 물체(LED 글자)가 뚜렷하게 뒤집혀진 상을 맺고 있는 것을 확인 할 수 있다. 실험을 할 땐 광원 자체가 물체이고 또 뚜렷한 상을 맺기 때문에 볼록 렌즈에 의한 초점의 이해와 굴절실험에 장점이 많다.

2. LED광원보드 제작 가. LED광원보드 설계

그림 4 LED광원보드 스케치

- LED광원보드 설계시에 고려할 사항은 빛의 전바사 실험(광섬유 사용)에 적합한 글자모양(예, F글자)을 비롯한 빛의 직진 및 굴절, 회절 실험을 모두 수행 할 수 있도록 LED광원보드의 크기(LED 부착 개수)를 고려하여 설계도를 작성하고 선생님과 여러 번 검토과정을 거치도록 한다.

나. LED광원보드 제작 1) 1차 LED광원보드 제작

- 만능기판에 각 LED를 납땜한 1차로 제작한 LED광원보드는 기존 광원 장치의 단점을 보완하기 위해 LED를 도입하여 다양한 글자 모양을 만들 수 있을 뿐만 아니라 선명도 가 큰(고휘도 LED사용) 광원장치를 제작할 수 있었다. 그러나 1차로 제작한 LED광원 보드는 LED가 타거나 광원의 모양을 바꾸거나 LED의 종류를 바꿀 때 마다 새로 제작해야 한다는 단점을 가지고 있다.

2) 2차 LED광원보드제작

- 처음에 브래드보드를 이용하여 LED를 꼽으려 했으나 브래드보드 사이에 있는 홈이 LED로 글자모양을 만드는데 결정적인 장애가 되었다.

- 두 번째 방법으로 아크릴 판 같은 기판에 구멍을 내어 LED를 결합하는 방식도 시도하려 했으나 LED의 크기가 다른 종류가 있어서 실패하였다.

- 그래서 기판에 줄소켓을 납땜하고 소켓을 +와 -를 구분하여 납땜을 하고 LED를

줄소켓에 꼽는 방법을 도입하였다.

그림 9 [2차 LED광원보드의 초안]

그림 7 [1차 LED광원보드]

그림 8 [줄핀을 도입 2차 LED광원보 드]

3차 LED광원보드

- 2차 LED광원보드는 LED의 종류를 바꾸거나 상의 모양을 바꾸는 것은 좋았으나 구동전압 차이가 큰 2종류 이상의 LED(예, RED와 BLUE)를 사용할 때 구동전압이 큰 LED에 불이 들어오지 않아 실험에 제한이 있다. 그래서 +, - 를 구분한 소켓마다 가변저항을 달아 여러 가지 LED를 사용할 수 있게 했다.

그림 10 [가변 저항추가 3차 LED광원보드]

그림 12[3차 LED광원보드(옆면)]

그림 13[3차 LED 광원보드의 분해된 모습과 실험 준비모습]

3) 그림 11 [3차 LED광원보드의 초안]

다. LED 광원보드 최종 작품

- 빛의 굴절을 포함한 10여 가지 이상의 교과실험을 제작한 LED 보드 하나로 모두 수행할 수 있음

- 여러 가지 색깔의 LED를 꼽아도 가변저항을 잘 조절하면 많은 종류의 LED를 켤 수 있어 실험의 제한을 없애주었다.

- 빛의 세기가 강한 LED 사용 하고 튜브를 사용해 빛의 직진 성을 높여 반사, 굴절에 이용

- 상의 회절, 굴절, 반사 실험, 광섬 유를 이용한 전반사 실험에 이용

- 일식 모형에서 태양의 역할

- R, G, B LED를 사용하여 빛의 합성 실험에 이용

- 태양전지와 LED의 구조가 동일함을 이용한 태양전지 실 험

3. LED광원보드 사용 가능 실험사례 가. 백열전구와 LED 사용 실험 비교분석

실험종목

백열전구 LED

사용학년 비고 특징

실험가능 여부 (O,△,X)

특징

가능 여부 (O,△,X)

광통신과 전반사

명암을

구분하는 정도 △ LED 점광원 글자를

반대편에 나타나게 함 O 중2 광섬유 가닥 빛의

에너지와 플랑크상

수 측정

필라멘트의 가열에 의한 연속적 파장의

빛 방출

X

색깔별 빛(광자) 에너지 차이를 정량적으로 측정

O

융합과학 (고1) 물리(고2)

LED색깔 별 동작전압

측정

빛의 합성

색 필터를 사용하여 색을

걸러 내야함

△

빨, 녹, 파 3가지 색의 LED를 사용하여

빛의 합성 실험을 할 수 있다.

O 중2

사람의 빛의 인식과 시신경

광전효과

여러 가지 색이 혼합되어 있어 광전효과

관측불가

X

LED 색깔별 진동수가 달라서 금속에서 광전효과를 확인할 수

있음

O

융합과학 (고1) 물리(고2)

네온관의 나트륨

금속

적외선 관찰

백열전구는 주로 가시광선영역

사람은 적외선을 보지

못함

X

적외선 LED 글자형태가 디지털카메라 또는 스마트폰에 나타남 밝은 곳 에서도 실험

가능

O

융합과학 (고1) 전기전자

및 물리 (고2)

사람의 시신경과

디카의 CCD소 자 특성

태양의 일식 모형

개기일식가능 상이 뚜렷하지

못함

△ 개기일식 및 부분일식

그림자형태 비교 설명 O 지구과학

백색 LED, 달

모형

태양전지 작동원리

필라멘트구조 에서 광전효과

불감함

X

바둑판식형태로 LED 배열하고 빛의 조사면적에 따른

반도체 LED 광전류세기 측정

O

융합과학 (고1) 전기전자

및 물리 (고2)

LED와 태양전지 광전효과

나. 제작 LED보드 적용 1) 직선 레이 실험

- 백색광원은 빛이 퍼져서 직선래이 형성이 불가능 하지만 LED는 3원 직선 LED광원을 투사 렌즈의 초점 작도가능

2) 회절(간섭) 실험

- LED 광원이 회절격자에 의해 상이 여러 개 맺히면 상과 상 사이의 거리를 재 서 LED의 파장을 측정할 수 있다.

그림 16 [직선 레이 만드는 모습]

그림 17 [오목렌즈 실험]

-입사각과 반 사각이 같다.

그림 15 [반사 실험]

- 볼록렌즈의 초점에 서 3가지 LED의 빛이 모이게 된다.

그림 18 [볼록렌즈 실험]

회절에 의한 간섭무늬를 이용한 파자의 측정 수식은 영(Young)의 이중간섭 실 험을 적용 할 수 있다.

   × ∆ ≒  × sin ≒  × tan

이때 는 회절격자 사이의 간격, ^∆는 회절된 상들 사이의 거리, L은 회절격자 와 LED광원 사이의 직선거리이다.

그림22 는 색이 다른 LED(붉은색, 녹색)를 한꺼번에 배치해서 회절 무늬를 관찰 하고 스마트 폰으로 사진을 찍은것인다.

- 우리가 제작한 LED광원의 각 색깔에 대한 측정값은 빨간색(640^{×  }), 파란색 (480^{×  }), 초록색(500^{×  }), 노란색(580^{×  })이었다. 이 측정값은 이론값과 오 차4%이내에서 매우 정확하게 일치 하였다.

- 두 종류의 LED(붉은색, 녹색)를 한꺼번에 비교하면 붉은색 글자의 간격이 녹 색 글자의 간격보다 더 커서 LED의 파장에 따라 회절된 상과 상 사이의 거리가

.

그림 19 [회절실험으로 광원의 파장 찾는 방법]

x

x

그림 21 녹색, 적색 LED글자의 회절 무늬 (좌), 회절무늬 간격을 이용한 파장 측정결과표 (우)

x

3) 전반사

- 광통신은 정보전달을 목적으로 하는데 그 기본은 글자를 전달하는 것이다. 기존의 교과서 전반사 실험은 단순하게 레이저 빛이 유리막대 안에서 몇 번의 경로가 꺾어지 는 정도의 가장 기본적인 전반사 현상을 보여주었으나, 우리가 제작한 LED 점광원은 LED로 만든 글자를 광섬유를 통해 정확히 전달함으로써 광통신의 원리를 학생들이 이해할 수 있다.

그림 23 [광섬유로 글자를 보는 실험의 모식도]

1) 미세한 굵기의 광섬유를 사용한 전반사 구현 (1차 실패)

- 처음에 기판에 광섬유를 125개(15*15)를 꼽아 고정시키고 전반사 실험에 사용하려 했으나, 광섬유가 빽빽해져서 잘 휘어지지 않고 광섬유가 자주 빠져 크나큰 문제가 있었다.

-그래서 LED 크기에 맞는 튜브에 광섬유를 꼽고 LED 하나당 광섬유 한 개가 매치 될 수 있 도록 하였다.

그림 24 [광섬유 다발(15*15)]

그림 25 [광섬유와 기판]

그림 27 [광섬유 25개와 튜브 틀]

튜브 한 개에 광섬유 한 개가 들어간다.

그림 28 [광섬유를 꼽을 5*5 튜브 소켓 제작]

- 광섬유를 이용하여 LED광원의 글자 ‘F‘ 모양이 광섬유(길이 50cm)다발에서 전반사 과정을 통하여 정확히 반대편에 같은 글자 모양(F)이 맺히는 것을 확인할 수 있다.

광섬유 전반사 글자 실험은 몇 번의 실패를 거쳐서 우리가 최초로 개발한 전반사 교육 실험 방법이다.

4)빛의 합성

그림 29 [RED LED의 전반사 된 ‘F' 글자모 습]

그림 30 [RED LED의 전반사 준비]

그림 31 [사람 눈 안 상추세포의 파장별 빛의 흡수량과 사람이 빛을 인식하는 모습]

5) 적외선 실험

- LED의 종류 중에 적외선 LED도 있는데 적외선은 사람의 눈으로 볼 수 있는 가시광선 의 영역에서 벗어난 빛이다. 적외선 LED와 디지털 카메라를 이용하여 가시광선 영역 에서 벗어난 빛을 보는 것이 적외선 실험이다.

그림 33 [3색 LED가 모두 합성된 모습] 그림 32 [RED +GREEN = YELLOW]

그림 34 [적외선 LED를 디지털 카메라로 보는 모습]

그림 36 [스마트 폰으로 적외선 LED를 보는 모습]

- 적외선이 보라색으로 보이는 이유는 카메라의 필터가 색을 걸러내어 보여주기 때문이다.(사실 적외선 LED의 색깔을 따지는 것은 의미가 없다.)

6) 광전효과

  , 여기서 h는 플랑크상수, W는 금속 일함수

금속의 특성인 일함수는 빛을 비추어 주었을 때 전자가 튀어나오기 위한 최소에너지이 다. 본 실험에서 사용된 네온관 안에는 나트륨 금속이 사용되었고, 일함수는 2.28eV 이다.

그림 37 [LED와 네온관을 이용한 광전 효과 실험 장치 회로도]

교류전압 공급 변압기

LED광원

- 네온관에 있는 나트륨 금속의 일함수를 넘지 못하는 붉은색 LED는 아무리 오랫 동안 불을 비춰도 네온관에 불이 들어오지 않는다.

- 네온관의 나트륨 금속의 일함수보다 진동수가 큰 푸른색 LED는 네온관에 LED 를 비추자마자 네온관의 불이 켜졌다.

빨간LED를 비췄을 때

▼

네온관에 불이 들어오지 않는다.

그림 39 [붉은색 LED의 광전효과 실험]

파란LED를 비췄을 때

▼

네온관에 불이 들어온다.

그림 40 [푸른색 LED의 광전효과 실험]

7)일식 실험

- 백열전구를 대신하기 위해 LED 점광원의 특징을 이용해서 금환일식, 부분일식 등 다양한 위치와 경우의 빛의 직진성에 의한 달의 그림자를 학습할 수 있는 실험을 개발하였다. 광원으로 사용하였다.

그림 42 [일식실험 모습]

그림 41 [교과서 일식실험장치]

본그림자(개기일식) 반그림자(부분일식)

- 크기를 잘 조정하면 고리모양이 나타나는 금환일식을 볼 수 있 다.

그림 43 [금환일식 모습]

3. 연구결과 및 기대효과

□ 연구결과

1. 백열전구를 사용한 기존 광학장치의 단점을 보완하기위해 선명하면서도 다양한 글자 모양을 만들 수 있는 LED 점광원의 장점을 적용하고 동시에 다양한 광학실험 을 수행할 수 있는 광원장치보드를 개발하였다.

2. LED 광원 장치부는 가로X세로, 10X20 총 200개의LED를 장착가능하며 각줄에 흐르는 전류의 양을 조절할 수 있는 가변저항들을 부착하여 다양한 색깔의 LED를 동시에 사용할 수 있다. 가장 중요한 특징 중의 하나인 줄 핀을 사용한 LED소켓을 디자인 하여 실험형태에 따라 LED를 자유롭게 배치 할 수 있다.

3. 우리가 제작한 LED 광센서와 LED 광원보드를 적용하면 편광, 회절, 굴절 교과서의 기본 실험뿐 아니라 광전효과, 플랑크 상수 측정, 광섬유 전반사 등 융합과학 (STEAM) 실험들을 완벽하게 수행할 수 있다.

4. 경제적인 측면에서 LED는 백열전구에 비하여 소비전력이 적고 안전도가 우수하며 제작비용에서도 매우 저렴하다. 또한 휴대가 용이하여 데모실험에 장점이 많기 때문에 기존 과학교구를 대신할 수 있다.

□ 기대효과

기존의 광원장치 과학 교구는 백열전구를 광원으로 사용해 상이 뚜렷하지 못하고 광원이 표현하고자 하는 상 또한 한계점이 많다. 그래서 점광원으로 사용할 수 있는 LED를 도입하여 다양한 글자모양과 뚜렷한 상이 맺히는 LED 광원을 제작하여 기존의 백열전구를 대신할 수 있도록 하였다. 또한 제작비는 LED 재료를 포함하여 8만원 이내로 제작할 수 있기 때문에 각 학교에 보급될 때 실험방법 개선뿐만 아니라 경제적 비용을 크게 절감할 수 있다.

□ 참고문헌

1. 고등학교 물리I, 융합과학 교학사, 김영민 외 4명, 빛과 물질의 이중성(광전효과) 2. 만들면서 배우는 전자기초 2, OHM사, 안희백, 1장 트랜지스터와 증폭기 3. 고등학교 물리 II 교학사, 김영민 외 4명, 축전기의 특성과 직, 병렬연결 4. 할리데이 대학일반 물리학, 7판, 6장 : 빛과 파동

5. 교육부 검정교과서 중학과학, 융합과학, 물리I, 물리II, 공업계 전기전자

6. LED를 이용한 빛과 색에 대한 탐구 및 교구 개발, 이덕희 외 1명 제 54과학전람회 자료 (국립중앙과학관), 2008

7. LED를 이용한 빛의 탐구놀이, 송지은, 제 27회 전국학생발명대회, 2005

8. 다중 점광원을 이용한 일식 시범 실험 장치 제작, 김중복 외 2명, 현장과학교육 6(1), 2012년 2월

9. 중학교 과학2 교과서 평가문제, 단원 4 빛, 유준희 외 12명, 천재교육 10. 고등학교 과학, 단원 4-3 반도체와 신소재, 곽영직 외 7명, 더텍스트 11. 과학탐구실험, 제 1장, 이성묵 외 9명, 과학기술부

12. 고등학교 과학, 제 14장, 현종오 외 15명, 한국과학창의제작 13. 과학기기종합카탈로그, 전기전자 및 물리, 부일과학상사, 2011년