어린 천문학자의 서류가방

Rosa M. Ros

​

International Astronomical Union

Technical University of Catalonia, Spain

​

목표

• 주의 깊게 관찰하는 중요성을 이해한다.
• 학생 스스로 장치를 만들어 보며, 여러 장치의 활용을 이해한다.

어린 천문학자의 서류가방

• 모든 장치는 상자 안에 있는 것을 이용하여 만든다.

키트의 구성

• “각을 측정하기 위한 자＂
• 간단한 사분면
• 간단한 수평 각도계
• 별자리 지도
• 달의 지도
• 분광기
• 적도 해시계
• 붉은빛 손전등
• 나침반
• 시계
• 종이, 필기구, 사진기 …

1) “각도를 재기 위한 자"

• 두 별사이의 각거리를 나타낸다.
• 좌표를 사용하지 않을 때 간단히 사용할 수 있다.

1) “각도를 재기 위한 자”

• " 1 º 를 1 cm 로 나타내려면 내 눈에서 자 까지 거리 (반지름 R)는 얼마가 필요한가?

2πR cm 1 cm

---------- = --------

360º 1º

R = 180 / π = 57 cm

1) “각도를 재기 위한 자"

• 만들기: 딱딱한 자에 57 cm 길이의 줄을 고정한다.

1) “각도를 재기 위한 자”

• 줄의 끝을 잡고 거의 눈에 가까이 대고 관측한다 (주의. 눈 아래 뺨에 댄다)
• 줄을 쫙 폈을때: 1 cm = 1º

활동 1: 두 별 혹은 두 지점의 각거리 측정

2) 간단한 사분면

• 별의 고도를 알아낸다.
• 학생 두 명이 한 팀으로 한다: 한 명은 뷰파인더로 보고, 한명은 눈금을 읽는다.

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2) 간단한 사분면 (건총 형태)

• 사각형 모양의 판지 (~ 12 x 20 cm).
• 윗쪽에 동그란 고리 두개.

2) 간단한 사분면 (건총 형태)

• 고리 두개를 통해 물체를 보면, 줄은 수평선 위의 물체의 고도를 나타낸다.

2) 간단한 사분면 (건총 형태)

• 고리에 대롱을 끼우면 하얀색 판지 위에 상을 투영하여 태양의 고도를 측정하기 좋은 뷰파인더가 된다.

• 주의:

태양을 절대 직접 보지 않는다!

활동 2: 태양, 별, 혹은 복도 어떤 지점의 고도를 알아낸다

3) 간단한 수평 각도계

• 별의 방위각을 측정한다.
• 나침반을 이용하여 장치를 남-북 방향으로 위치시킨다.

3) 간단한 수평 각도계

• 판지 12x20 cm.
• "바늘" 3 개로 두 방향을 나타낸다.
• 이들의 각을 읽는다.

3) 간단한 수평 각도계

• 별의 방위각을 측정하기 위해, 남북방향으로 각도계의 반원을 위치시킨다.
• 방위각은 북-남 선이 원의 중심을 기준으로 별의 방향까지 잰 각이다.

활동 3: 별의 방위각을 측정한다거나, 두 별사이의 각거리 혹은 교실의 두 지점의 각거리를 측정한다.

별의 고도 (사분면)와 방위각 (각도계)을 위해, 지평좌표계를 위치시킬 수 있다

지평좌표계 (지역)

고도는 지평선으로부터 0º 와 90º 사이

방위각은 지역자오선으로부터 0º 에서 360º 사이 (유럽에서는 남쪽기준, 한국/미국은 북쪽 기준)

v

v

4) 별자리 지도 (Planisphere)

• 관측 날짜와 시각을 알고 있다면, 내가 있는 곳에서 별자리가 어떻게 보일지 알수 있다..

4) 별자리 지도

• 별자리가 그려진 원반을 종이에 복사한다.

4) 별자리 지도

• 포켓 내부는 지역 위도에 따라 잘라진 영역이 다르다

활동 4: 원반을 돌려 관측 날짜와 시간에 맞춘다�

수업시간에 별자리지도를 사용하거나 밤에 관측할 때 사용할 수 있다

적도좌표계는 어디에서나 사용 가능.�별의 적위와 적경 활용�(관측자의 위치에 상관 없음)

적도좌표계 (범용)

적위는 0º ~ 90º N, 혹은 0º ~ 90º S

적경은 춘분점으로부터 0h ~ 24h (황도면)

v

v

외계행성계가 어디에 있는지 별자리판을 이용하여 찾아본다

활동 5: 적도 좌표계

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Ups And (Andromeda)

AR 1h 36m 48s

D +41º 24´20´´

581 Gliese (Libra)

AR 15h 19m 26s

D -7º 43´20´´

Kepler 62 (Lyra)

AR 18h 52m 51s

D +45º 20´59 ´´

Trappist 1 (Aquarius)

AR 23h 6m 29s

D -5º 2´28´´

Kepler 62 (Lyra)

AR 18h 52m 51s

D +45º 20´59 ´´

Ups And (Andromeda)

AR 1h 36m 48s

D +41º 24´20´´

위도를 고려하면, 지평선 위로의 거리 (고도)가 위도에 따라 변한다는 것을 알 수 있다.

º

º

581 Gliese (Libra)

AR 15h 19m 26s

D -7º 43´20´´

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Trappist 1 (Aquarius)

AR 23h 6m 29s

D -5º 2´28´´

º

º

6) 달 지도

• 바다 (마리아), 크레이터, 산맥을 찾아본다.

활동 6: 바다를 찾는 것부터 시작

활동 6: 크레이터와 다른 구조들도 확인 (지정) 한다

7) 분광기

• 태양광 스펙트럼을 나타냄

7) 분광기

• 곽 안을 검정색으로 칠함
• 박스 안의 스펙트럼을 보기 위해 작은 구멍을 냄
• CD 조각을 곽의 바닥에 붙임 (홈이 있는 방향을 위로 향하게 함).

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활동 7: 상자를 닫고 바라보는 곳 반대방향의 슬릿만 열어둠

• 분광기를 이용하여 태양이나 교실의 여러 불빛을 관찰
• 태양 스펙트럼의 사진

8) 적도 해시계

• 시간을 결정함.
• 장치를 남북 방향으로 놓기 위해 나침반이 필요
• 지평선과 해시계 워크샵

활동 8: 보정한 해시계의 사용

태양시 + 보정

= 시계 시간

보정:

• 경도 보정
• 여름/겨울 보정
• 평균시 보정

활동 9: 서류가방의 재료 준비

• 각도기 (장치의 방향을 정하기 위함)
• 시계
• 노트와 필기구
• 사진기
• 식현상을 볼 수 있는 유리
• Mobile
• 손정등 (붉은빛)

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손전등 (붉은빛)

• 실제 밤하늘을 보기 전에 지도를 비추고 확인함.
• 빛은 관측을 방해할 수 있음.
• 손전등 (혹은 핸드폰)에 붉은색 셀로판지를 붙여도 됨

서류가방 준비

• 가방 같은 폴더를 준비하고, 두꺼운 끈 같은 것으로 손잡이를 꾸밈
• 손잡이를 넣기위해 구멍을 두개 내고, 끈을 넣고 매듭을 지음. (믹스커피 박스의 손잡이 활용….)

결론

• 잘 정리된 서류가방을 활용하여 학생들이 장치를 스스로 만들어 봄
• 이 활동에서 학생들은:
• 스스로 측정하는 것에 대해 자신감을 얻음
• 자신의 장치에 대한 책임감을 가짐
• 창의성과 실제 만들어 내는 기술을 발전시킴
• 체계적인 자료와 기록의 중요성을 이해함
• 좀 더 정교한 장치에 대한 이해를 증진함
• 과거나 오늘날, 맨눈으로 관측하는 중요성을 인지함

감사합니다! �