5-2 빛의 성질 · 소주제 2 / 4
빛은 곧게 나아가요
이 개념 문제 4개 풀기 →앞에서
이 단원에서 처음 배워요
초등에서 — 이 단원
구름 사이로 뻗어 나오는 햇살이나, 연기 속을 지나는 레이저 빛을 보면 빛이 지나는 길이 곧은 선이에요. 빛은 휘지 않고 곧게 나아가요. 이것을 빛의 직진이라고 해요.
빛의 직진은 이런 실험과 현상으로도 알 수 있어요.
- 구멍 뚫린 종이 세 장 — 손전등 앞에 세운 종이 세 장의 구멍이 한 줄에 있을 때만 빛이 벽에 닿아요. 하나라도 어긋나면 빛이 그 종이에 막혀요.
- 그림자 — 곧게 나아가던 빛이 물체에 막히면, 물체 뒤에 빛이 닿지 않는 곳이 생겨요. 그래서 그림자는 물체와 모양이 같아요.
구멍 뚫린 종이 세 장
자료 · 계산 설명용 그림 — 그림자의 크기는 곧은 빛(닮은 삼각형)으로 계산
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 구멍 하나만 한 칸 어긋나도 빛이 벽에 닿을까요? ▲ ▼ 로 구멍을 옮겨 세 구멍을 손전등과 한 줄로 맞춰 보세요.
위 그림에서 손전등의 빛이 벽에 닿게 하려면 어느 종이의 구멍을 어떻게 옮겨야 할까요? 그렇게 해야 하는 까닭도 쓰세요.
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ㄴ 종이의 구멍을 위로 한 칸 옮겨 ㄱ · ㄷ 종이의 구멍과 손전등이 한 줄에 오게 해야 해요. 빛은 곧게 나아가기 때문에 구멍이 한 줄에 있어야 세 구멍을 모두 지나 벽에 닿아요.
그림자 만들기
자료 · 계산 설명용 그림 — 그림자의 크기는 곧은 빛(닮은 삼각형)으로 계산
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 물체를 손전등에 가까이 가져가면 그림자는 커질까요, 작아질까요? 막대를 끌어 확인하고, 물체 모양을 바꿔 그림자 모양도 견줘 보세요.
바늘구멍 사진기도 빛의 직진으로 설명할 수 있어요. 어두운 상자 앞에 바늘구멍을 뚫고 뒤쪽에 기름종이를 붙이면, 바깥 모습이 기름종이에 거꾸로 비쳐요. 물체의 위쪽에서 온 빛은 구멍을 지나 곧게 아래쪽으로, 아래쪽에서 온 빛은 위쪽으로 가서 구멍에서 엇갈리기 때문이에요.
바늘구멍 사진기 3D
자료 · 계산 코드로 그린 설명용 모형 — 구멍 자리에서 찍은 모습을 기름종이에 180° 돌려 비춤, 밝기 · 흐림은 보기 좋게
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 오른쪽을 가리키는 파란 화살표는 기름종이에 어느 쪽을 가리키며 비칠까요? ‘기름종이 크게 보기’로 확인해요. 바늘구멍 · 큰 구멍 · 볼록 렌즈로 바꾸면 밝기와 또렷함이 어떻게 달라지나요? ‘해 끄기’도 눌러 보세요.
빛 실험대 3D — 직진
자료 · 계산 코드로 그린 설명용 모형 — 빛의 길은 반사 · 굴절의 법칙(물 1.33)과 얇은 렌즈로 계산, 크기 · 거리는 보기 좋게
해 볼 것 · 실험대를 손가락으로 돌려 보세요. ㄱ · ㄴ · ㄷ 종이의 구멍을 옮겨 빨간 점이 벽에 생기게 해 봐요. ‘연기 끄기’를 누르면 실제 교실처럼 레이저가 닿은 점만 보여요.
바늘구멍 사진기로 촛불을 보았더니 기름종이에 촛불이 거꾸로 비쳤어요. ① 거꾸로 비친 까닭은 무엇일까요? ② 구멍을 아주 크게 뚫으면 모습이 어떻게 될까요?
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① 빛이 곧게 나아가기 때문이에요. 촛불 위쪽에서 온 빛은 바늘구멍을 지나 기름종이의 아래쪽에, 아래쪽에서 온 빛은 위쪽에 닿아 위아래가 바뀌어 비쳐요.
② 구멍이 크면 빛이 많이 들어와 밝아지지만, 여러 곳에서 온 빛이 겹쳐 모습이 흐릿해져요. 구멍에 볼록 렌즈를 끼우면 밝고 또렷해져요(3D 에서 바꿔 보세요).