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이 모두가 전자 때문이라고요?
조회 4,978 2014.12.10 신고

탐구 목표 
전기의 발생방법과 전하의 종류를 말할 수 있다.

 

탐구 레벨 
중 3. 전기

 

탐구 요약 
8학년 ‘전기’ 단원은 4학년 ‘전구의 불 켜기’, 5학년 ‘전기회로꾸미기’와 연결된다. 8학년의 전기학습은 옴의 법칙과 같이 전류가 전압, 저항등과 어떤 관계를 갖는지에 주안점이 있다.


준비물
- 풍선, 볼펜 두 자루, 털헝겊, 받침대, 셀로판테이프 등 주변의 물질 



이 모두가 전자 때문이라고요? 1

머리를 빗었더니 머리카락이 자꾸만 붕붕 떠요. 카펫 위를 걸어 문손잡이를 잡으니 빠직, 에구 깜짝이야~ 토스터기에 스위치를 켜고 전기주전자를 올려놓으니 빵이 구워지고 금새 물이 끓어요. 형광등이 켜지고 냉장고가 돌아가는 일, 에어콘도 온풍기도 모두가 전기가 하는 일이라구요? 도대체 전기는 뭐지요?
어떻게 전기를 만둘고, 전기는 어떻게 이런 일들을 하는 걸까요? 예쁘게 차려입고 길을 나섰는데 치마가 자꾸만 올라오네요. 오늘도 전기와의 하루가 시작되었어요.어떻게 전기는 만들어지나요? 전기는 어떻게 이런 일들을 할까요?
이 모두가 전자 때문이라고요? 



풍선을 벽에 붙이기 1 

전기가 무엇인지 부터 알아봅시다. 머리를 빗다가 머리카락이 빗에 달라붙는 경험, 길을 걷다가 치마가 자꾸 몸에 달라붙어 불편했던 경험등이 있을 것입니다.
이 모두가 전기때문입니다. 어떻게 해서 이런 일이 일어나는 걸까요? 몇 가지 실험을 통해 전기의 원인을 살혀봅시다.
여기 풍선이 있어요. 이 풍선을 벽에 붙여보세요.
재료는 아무것도 없어요. 달랑 풍선 하나만 있답니다.
어떻게 하면 될까요? 탐구노트에 적어보세요.



풍선을 벽에 붙이기 2

옷에 슥슥 비벼서 벽에 대어볼까요? 



셀로판테이프에 무슨 일이 일어났을까? 1

옷에 비빈 풍선이 벽에 달라붙듯이 서로 다른 물체를 마찰하면 주변의 물체를 당기는 것을 오래 전부터 알고 있었어요.
하지만 왜 이런 일이 생기는 지는 알 수 없었지요.
전기 electricity 라는 말은 이런 현상이 처음으로 발견된 호박이라는 물체에서 유래한 단어입니다.
그럼 전기는 끌어당기기만 할까요? 한가지 실험을 해봅시다. 




셀로판테이프에 무슨 일이 일어났을까? 2


셀로판 테이프 4장을 뜯어 두 장은 따로 붙이고 A, 두 장은 겹쳐붙입니다.B.
친구들도 지금 책상 위에 그림처럼 테이프를 붙여보세요.
이제 A 두장을 각각 뜯어낸 후 가까이 해보세요. 또 B 두장을 함께 뜯어낸 후 각각을 떼어 분리한 후 가까이 해 보세요. A의 두 테이프와 B의 두 테이프가 보여주는 모습은 차이가 있습니다.
각각의 결과를 탐구노트에 적으세요.

셀로판 테이프 4장을 뜯어 두 장은 따로 붙이고 A, 두 장은 겹쳐 붙입니다. B.
친구들도 지금 책상 위에 그림처럼 테이프를 붙여보세요.
이제 A 두 장을 각각 뜯어낸 후 가까이 해보세요. 또 B 두장을 함께 뜯어낸 후 각각을 떼어 분리한 후 가까이 해 보세요. A의 두 테이프와 B의 두 테이프가 보여주는 모습은 차이가 있습니다.
각각의 결과를 탐구노트에 적으세요. 




전자로 설명하기 1

똑같은 테이프인데 A의 경우는 서로 밀어내고 B의 경우는 서로 당깁니다. 왜그럴까요?
볼펜 실험에서도 두 볼펜은 당기기도 하고 밀어내기도 합니다.
두 실험을 통해 알아본 전기력의 특징과 원인을 탐구노트에 정리해보세요.
전기는 무엇때문에 생길까요? 원인물질은 하나일까요? 그 이상일까요? 



전자로 설명하기 2


모든 전기 현상의 원인을 전하라고 합니다. 처음에 전기의 원인은 한 가지라고 생각했어요.
물체를 마찰하면 전하가 생긴다고 했지요. 하지만 전기력에는 서로 당기는 인력과 서로 밀어내는 척력, 이렇게 두 종류의 힘이 존재하고 따라서 원인도 둘이라고 생각하게 되었어요.
결국 전기의 원인은 플러스 전하와 마이너스 전하, 이렇게 두 종류이고 물체를 마찰하면 전하들이 옮겨간다는 생각을 하게되었지요.
플러스 전하를 띄는 핵은 가만히 있고 옮겨가는 것은 마이너스 전하를 띄는 전자이지요.
결국 모든 전기현상의 원인은 전자가 움직이며 벌이는 일이에요.
그럼 전자의 움직임으로 앞의 실험들을 다시 한번 설명해볼까요?
탐구노트에 적어보세요.




전자로 설명하기 3

모든 전기적 현상의 원인은 전자에요. 그럼 앞의 실험들을 전자의 움직임으로 설명해 볼까요?
물질은 원자로 되어있고 원자는 플러스 전기를 띄는 원자핵과 마이너스 전기를 띄는 전자로 이루어져 있습니다.
원자핵은 무거워 움직이지 않고 전자가 움직입니다. 전자를 잃으면 플러스, 전자를 얻으면 마이너스 전기를 띄게 되지요.
마찰하면 접촉면을 따라 전자가 이동하고, 따라서 전하의 균형이 깨어져 전기를 띄게 됩니다.
셀로판 테이프 에이의 경우 전자는 책상 면에서 셀로판 테이프로 이동하게 되는데 따라서 책상면은 플러스 전기, 셀로판 테이프는 마이너스 전기를 띄게 됩니다.
똑같이 마이너스 전기를 띄는 셀로판 테이프 사이에는 척력이 작용합니다.
볼펜과 털가죽을 마찰하면 전자는 볼펜으로 옮겨와 볼펜은 마이너스 전기, 털가죽은 플러스 전기를 띕니다.
이 볼펜을 전기를 띄지 않은 볼펜 A에 가까이 하면 볼펜 A에는 그림처럼 원자 안에 전자가 한 쪽으로 치우치게 됩니다.
전체적으로는 플러스와 마이너스의 양이 같아 전기적으로 중성이지만 왼쪽은 플러스로, 오른쪽은 마이너스로 약하게 행동합니다.
마이너스를 띄는 볼펜 가까이에 플러스가 생겼으니 볼펜이 끌려오는 것이죠. 볼펜의 두번째 실험은 털헝겊으로 둘다 마찰했으므로 둘 모두 마이너스의 같은 전기를 띄게 되어 척력이 작용합니다. 



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