[초4 과학] 거울과 그림자 (그림자의 크기 조절하는 법)

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거울과 그림자 (초등학교 4학년 2학기 과학)
[키워드] 빛, 빛의 직진, 반사, 굴절, 거울, 그림자, 그림자 연극

1. 빛

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* 어둠상자 속의 물체 관찰하기
- 덮개를 완전히 닫았을 때: 물체를 볼 수 없다.
- 덮개를 절반 정도 열었을 때: 물체의 형태는 보이나 자세한 모양을 알 수 없다.
- 덮개를 완전히 열었을 때: 물체의 자세한 모양과 색깔을 볼 수 있다.

→ 빛이 있어야 물체를 볼 수 있다.

* 광원
- 스스로 빛을 내는 것
- 태양, 형광등, 텔레비전 등

* 물체를 보는 과정
물체를 보기 위해 필요한 것: 눈, 물체, 빛
- 광원이 눈으로 직접 들어올 때
- 광원에서 나온 빛이 물체에 반사되어 눈으로 들어올 때

* 빛의 성질
A. 빛이 공기 중에서 나아가는 모습
- 생활 속에서 찾아보기 → 구름 사이로 햇빛이 비칠 때, 밤에 등대의 빛이 나가는 모습, 놀이공원에서 레이저가 나아가는 모습 → 공기 중에서 빛은 곧게 나아간다.
- 수조에서 향 연기를 피우고 레이저 포인터로 비추어 보기 → 레이저 포인터의 빛은 곧게 나아간다.
- 내가 볼 수 있는 친구 찾아보기 (어떤 상황인지 상상해보세요!) → 장애물이 있으면 친구가 보이지 않는 까닭은 빛이 곧게 나아가기 때문이다.

B. 빛이 물체의 표면에 부딪혔을 때 나아가는 모습
- 빛이 지나가는 길에 거울을 놓아보기 → 빛이 지나가는 길에 거울을 놓으면 빛이 거울에 부딪혀 다른 방향으로 나아간다. (반사)
- 표면이 매끄러운 정도에 따른 빛의 반사: 표면이 매끄러우면 빛을 일정한 방향으로 반사함. 표면이 매끄럽지 않으면 빛을 여러 방향으로 반사함. → 표면이 매끄러운 물체는 빛을 일정한 방향으로 반사시키기 때문에 물체의 모습이 잘 비친다.

* 거울에 비친 물체의 모습 관찰하기
- 거울에 비친 물체의 모습: 원래의 물체와 좌우가 바뀌어 보인다. 물체의 크기는 같다.
- 일상생활에서 거울을 사용한 예: 자동차의 옆 거울, 가게의 거울

* 거울로 물체의 모습을 여러 개 만들기
→ 거울 두 개가 이루는 각의 크기가 점점 작아질수록 거울에 비친 물체의 개수가 많아진다.
→ 거울에 비친 물체의 크기는 변화 없다.

* 광원에 색이 있는 셀로판지를 대면 다른 색으로 보임. 이와 관련된 개념이 연색성. 연색성은 어떤 물체의 색을 볼 때 광원에 따라 색감이 달라지는 것을 의미함. 연색성은 태양빛에 가까울수록 좋다고 한다.

2. 그림자

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* 빛의 양 조절하기
- 빛의 양 조절의 필요성: 빛이 지나치게 많이 들어오면 오히려 물체를 보는 것에 방해가 됨.
- 물체에 따른 빛의 통과 정도
OHP 필름을 사진에 올려놓았을 때: 사진이 선명하게 잘 보인다. → 빛을 대부분 통과시켰기 때문이다. 이렇듯 투명한 물질에는 유리나 물, 얼음 등이 있다.
투사지를 사진에 올려놓았을 때: 사진이 뿌옇게 흐려 보인다. → 빛을 조금만 통과시켰기 때문이다. 이러한 물질을 반투명하다고 하는데 화선지나 젖빛 유리 등이 해당한다.
두꺼운 종이를 사진에 올려놓았을 때: 사진이 보이지 않는다. → 빛을 통과시키지 못했기 때문이다. 이러한 물질을 불투명하다고 한다. 나무나 두꺼운 종이 등이 여기에 속한다.
- 일상생활에서 빛의 양을 조절하는 경우
빛을 이용하는 경우: 가게 진열장, 건물의 유리창, 유리온실
빛을 가리는 경우: 색안경, 갈색 유리병, 햇빛 가리개

* 그림자
- 그림자가 생기는 까닭: 빛이 공기 중에서 곧게 나아가다가 물체를 만나서 빛의 일부 또는 전부가 막혀 빛이 도달하지 못하는 곳에 그림자가 생긴다.
- 유리컵과 도자기컵의 그림자: 유리컵은 투명하고 도자기 컵은 불투명하다. 유리컵은 빛을 대부분 통과시키기 떄문에 그림자가 희미하다. 도자기 컵은 빛을 대부분 통과시키지 못하기 때문에 그림자가 진하고 선명하다.
→ 물체가 빛을 통과시키는 정도에 따라 그림자의 진하기가 다를 수 있다.
- 그림자의 크기를 변화시키는 방법
(1) 그림자의 크기를 크게 하는 방법
물체를 광원 쪽으로 움직인다. 광원을 물체 쪽으로 움직인다. (물체와 광원 사이의 거리를 가깝게!)
(2) 그림자의 크기를 작게 하는 방법
물체를 스크린 쪽으로 움직인다. 광원을 물체에서 먼 쪽으로 움직인다. (물체와 광원 사이의 거리를 멀게!)

* 그림자 연극하기: 광원, 물체, 스크린 사이의 거리를 조절하여 그림자의 크기를 변화시킬 수 있다.