글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/지구과학-환경 실험관찰/지구와 우주/태양의 움직임

개요

槪要

태양계 9개 행성의 구심점인 태양이 지구의 자연 환경에 미치는 영향을 살펴본다.

태양의 방위와 고도 변화

준비물

準備物

나침반, 고도 측정기, 시계, 관찰 노트 등.

목표

目標

하루 동안 태양의 움직임을 관찰하면서 고도가 어떻게 변해가는지 조사해 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 동틀 무렵, 정오, 해질 무렵에 태양이 보이는 방향으로 나침반을 놓고 태양의 위치를 살펴보자.② 태양의 위치가 아침부터 저녁때까지 1시간마다 고도 측정기로 관측한 결과를 그래프로 그려보자.

결과

結果

① 동틀 무렵의 태양은 나침반의 검은 자침(북쪽)이 가리키는 방향의 오른쪽에 있는 것으로 보아 태양은 동쪽에서 떠오른다는 사실을 알 수 있다. 한낮의 태양은 나침반의 흰자침(남쪽)이 가리키는 방향과 거의 일치하는 것으로 보아 남쪽 하늘에 있음을 알 수 있다. 해질 무렵의 태양은 나침반의 검은 자침이 가리키는 방향의 왼쪽에 있는 것으로 보아 태양은 서쪽으로 짐을 알 수 있다.② 그래프를 살펴보면 태양의 고도는 한낮까지 점점 높아지다가 그 이후로는 다시 차차 낮아지기 시작한다.

핵심요점

核心要點

나침반을 이용하면 태양의 움직이는 방향을 알 수 있고, 태양의 고도는 한낮이 될 때까지는 계속 높아지다가 이후로는 낮아진다.

태양의 1시간 동안의 움직임

준비물

準備物

그림자의 움직임을 기록한 관측판, 대오리(2개), 고무찰흙, 공책, 고무줄, 각도기, 필기 도구

목표

目標

삼각기둥의 그림자의 움직임을 통해서 태양이 1시간에 얼마나 움직이는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 태양으로 가정한 고무찰흙 구슬을 2개의 대오리 끝에 꽂는다. 삼각기둥의 그림자의 움직임을 1시간 간격으로 기록한 관측판을 준비하고, 기둥의 끝에서 2개의 대오리가 돌 수 있게, 대오리를 고무줄로 묶는다.② 기둥의 그림자 끝과 기둥 끝을 1개 대오리로 잇고, 다른 1개의 대오리를 관측판의 그림자 곡선에 따라 1시간 동안 움직여서, 2개의 대오리 사이의 각도를 재어, 태양의 1시간 동안의 움직임을 알아본다.

결과

結果

매 시간마다 잰 2개의 대오리 사이의 각도는 언제나 약 15°이다. 즉 태양이 움직이는 속도는 항상 같고, 1시간에 약 15°씩 움직이고 있다는 것을 알 수 있다.

태양의 고도와 그림자의 길이

준비물

準備物

자, 각도기, 그림자 길이를 기록한 방위판, 관찰 노트

목표

目標

태양의 고도와 그림자의 길이 사이에는 어떤 관계가 있는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 그림자의 길이와 태양의 고도를 그래프로 나타내고, 태양 고도가 가장 높은 시간과 그림자의 길이를 재어 보자.② 태양의 고도와 그림자 길이의 상관 관계를 조사해 보자.

결과

結果

① 태양의 고도가 가장 높아진 시각은 정오 무렵이고, 이때 그림자는 하루 중에서 길이가 짧다.② 오전에는 태양의 고도가 점차 높아지고

그림자의

길이는 짧아진다. 오후에는 반대로 태양의 고도는 낮아지고 그림자의 길이는 길어진다.

핵심요점

核心要點

태양의 고도는 한낮이 제일 높고, 또한 태양의 고도가 높을수록 그림자의 길이는 짧아진다.

태양 고도와 계절 변화

준비물

準備物

투명 반구, 곡형 각도기, 수준기, 흰 마분지, 시계, 사인펜

목표

目標

계절이 바뀔 때마다 태양이 지나가는 길을 투명반구에 기록하여 계절에 따라 태양의 고도가 어떻게 변하는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

동서남북 표시를 한 흰 마분지 위에 투명 반구를 고정시킨 다음 햇빛이 잘 쬐는 곳에 수평으로 놓는다.① 춘분, 하지, 추분, 동지 무렵에 태양이 지나는 길을 표시해 두는 한편 해돋이, 해넘이, 남중 시간도 기록해 두자.② 태양의 고도가 가장 높아졌을 때의 각도를 재어 보자. 계절에 따라 태양의 고도가 어떻게 변하는지 조사해 보자.

결과

結果

① 태양의 남중 고도(태양의 고도가 가장 높았을 때)를 계절마다 비교해 보면 하지 무렵이 약 76.5°로 가장 높고, 동지 무렵은 29.5°로 가장 낮다. 춘분과 추분의 경우에는 약 53°로 거의 비슷하다.② 반구 위에 표시한 태양이 지나간 길을 각 계절별로 비교해 보면, 여름에는 해가 뜨고 지는 위치가 북쪽으로 치우쳐 있다. 겨울에는 남쪽에 가까우며, 춘분과 추분에는 정동에서 떠서, 정서로 진다.

핵심요점

核心要點

태양의 남중 고도는 하지 무렵이 가장 높고, 동지 무렵이 가장 낮다. 춘분과 추분에는 태양이 정동에서 떠서 정서로 진다.

계절에 따른 낮의 길이 변화

계절에 따른 낮의 길이 변화
	해돋이 시각	해넘이 시각	낮의 길이
춘분 무렵	6시 10분경	6시 30분경	12시간 20분
하지 무렵	5시 5분경	7시 40분경	14시간 35분
추분 무렵	6시 10분경	6시 30분경	12시간 20분
동지 무렵	7시 25분경	5시 10분경	9시간 45분

준비물

準備物

투명한 반구, 각도기, 사인펜, 수준기, 흰 마분지, 실, 시계, 셀로판 테이프, 자 등

목표

目標 계절마다 낮의 길이를 조사하여 차이가 있는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察 ① 춘분, 하지, 추분, 동지에 태양이 지나는 길을 투명 반구 위에 표시하여 해가 뜨고 지는 시각과 태양의 고도가 가장 높았을 때를 알아보자.② 투명 반구 위에 기록된 태양이 지나는 길에 실을 얹어 해가 뜨는 점에서 해가 지는 점까지의 길이를 재보고 계절마다 실의 길이를 조사하여 그 결과를 꺾은선 그래프로 나타내 보자.

결과

結果 ① 낮의 길이는 하지 무렵에 가장 길고, 동지 무렵이 가장 짧다. 밤의 길이는 그 반대이다. 춘분과 추분에는 밤과 낮의 길이가 같다. ② 정오 무렵의 태양의 고도가 높을수록 낮의 길이는 길어지고 밤의 길이는 짧아짐을 알 수 있다.

핵심요점

核心要點 낮의 길이는 연중 태양의 고도가 가장 높은 하지 무렵이 제일 길고, 태양의 고도가 가장 낮은 동지 무렵이 제일 낮다.

심화학습

深化學習

해돋이와 해넘이

지상의 한 지점에서 보아 태양의 윗가장자리가 동쪽 지평선에 접한 때를 해돋이라 하고, 서쪽 지평선에 접한 때를 해넘이라고 한다.

일식 현상

준비물

準備物

차광판, 시계, 스케치북, 카메라, 전등(태양), 테니스공(달), 단면으로 지구를 그려놓은 마분지, 받침대

목표

目標

일식이 일어나는 원인과 일식의 진행 과정을 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 일식이 일어날 때 태양이 이지러지는 과정을 10분 간격으로 스케치하거나 사진을 찍어 관찰해 보자. 일식이 시작되는 시각과 끝나는 시각도 기록해 보자.② 일식이 진행되는 동안 하늘과 지면의 밝기의 변화를 살펴보자.③ 태양, 지구, 달의 모형을 이용해 일식이 생기는 원리를 조사해 보자.

결과

結果

① 태양은 오른쪽(서쪽)부터 이지러지기 시작하여 왼쪽(동쪽)으로 옮겨간다. 일식 시간은 비교적 짧은 편이며 개기 일식인 경우에도 8분 정도밖에 걸리지 않는다.② 태양이 많이 가려질수록 점점 어두워지며, 태양이

완전히 가려지면 보름밤 정도의 밝기가 된다.③ 태양과 지구 사이에 달이 들어오면 달의 그림자가 지구 표면에 비치는데 그림자가 닿는 부분에서 보면 태양이 이지러져 보인다. 또 그 위치에서 달을 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이면 태양도 오른쪽부터 이지러져 간다.

핵심요점

核心要點

일식은 지구와 태양 사이에 달이 들어왔을 때, 더 자세히 말하면 황도와 백도가 교차하는 시점에서 일어난다. 일식이 시작되 태양은 오른쪽부터 이지러지기 시작한다.

심화학습

深化學習

일식에는 부분 일식, 개기 일식, 금환식이 있다. 지구와 달 사이에 달이 들어오더라도 관찰자의 위치가 적당한 위도 선상에 있지 않으면 관찰할 수 없다.