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빛과파동

[두배의느낌]출판사 교과서에 맞게 구성함.
by

JUNG eunjin

on 1 November 2013

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Transcript of 빛과파동

빛의 분산과 합성

빛의 반사와 굴절

파동의 발생과 전달

음파의 성질

1. 빛과 파동
1-1. 빛의 분산과 합성
1) 분광기 만들기, 빛의 분산
1-4. 음파의 성질
1-2. 반사되고 꺾이는 빛
1-3. 파동의 발생과 전달
2) 색깔의 인식 과정
3) 빛의 합성
4) 색의 합성
무지개
: 빛이 물방울에서 굴절할 때
색깔에 따라 굴절하는 정도가 다르기
때문에 나타나는 현상
빛의 분산
: 빛이 한 물질에서 다른 물질로 진행할 때
색깔에 따라 굴절하는 정도가 달라서
여러 가지 색깔로 분리되는 현상
빛의 삼원색:
빨간색
,
초록색
,
파란색
빛의 합성
: 색깔이 다른 빛을 한 곳에 비추면 전혀 다른 색깔의 빛이 만들어지는데 이를 빛의 합성이라고 한다
형성평가
빛의 삼원색은 ( )색,
( )색,
( )색이다.
백색광이 여러 가지 색깔로 분리되는 현상을
빛의( )이라 하고,
여러 가지 색깔의 빛을 한 곳에 비추어 전혀 다른 색깔의
빛을 만드는 과정은 빛의 ( )이라고 한다.
물체를 보기 위한 조건 :
1)
물체
에서 나온 빛이

으로 들어와야 한다.
2) 스스로 빛을 내는 물체가 아니라면 태양광, 촛불, 조명 같은
광원
이 있어야 한다.
1)
눈에서 빛의 인식 : 시각세포(시세포)가 담당
2) 시각세포 : 원뿔세포와 막대세포로 구성
3)
막대세포

- 밝고 어두움
을 인식함,
어두울 때
작용
4)
원뿔세포 - 색깔
을 인식함,
밝을 때
작용
- 3종류의 세포가 각각
빨강,
녹색
,
파랑
빛을 인식
물체를 볼 수 없는 경우
:
1)

이 없는 경우 : 어두운 밤, 불꺼진 방
2)
물체
가 없는 경우 : 우주공간은 검다.
3)

에서 빛을 인식하지 못하는 경우 : 시각장애
색깔의 인식
색깔의 인식 과정
1)
적원뿔세포
는 노랑~빨강 빛에 반응
2)
녹원뿔세포
는 파랑~노랑 빛에 반응
3)
청원뿔세포
는 보라~청록 빛에 반응
1) 노랑 빛은 녹원뿔 세포와 적원뿔 세포를 자극
2) 녹원뿔 세포와 적원뿔 세포의 반응으로부터
색깔을 판단함
빛에 대한 원뿔세포의 반응 :
다양한 빛의 인식(노랑색의 경우) :
TV나 컴퓨터에서 색깔을 나타내는 방법은?
색의 합성방법 :
1)
가산혼합
- 혼합할수록 밝아지는 합성
-
빛의 합성
2)
감산혼합
- 혼합할수록 어두워지는 합성
-
물감 혼합
3)
중간혼합
-
점묘법, 색팽이
TV, LCD, 카메라에서의 색의 표현
분산
빨강
초록
파랑
1) 빛의 반사
반사의 법칙 :
- 빛이 물체에 반사되는 경우 입사각과 반사각은 항상 같다.

법선
: 반사면에 수직인 직선
입사각
: 입사 광선과 법선이 이루는 각
반사각
: 반사 광선과 법선이 이루는 각
2) 거울 속 세상
3) 빛의 굴절
4) 렌즈와 사진기
형성평가
거울에서 상의 형성 :
2) 반사된 빛은
거울 속에서 나온 것처럼
생각된다.
3) 거울 속의 가상적인 물체를 "
상(image)
"이라 한다.
1) 물체에서 나온 빛은
거울에서 반사
된다.
평면 거울 :
평면거울에 의한 상 : 물체와 같은 크기의 상
볼록거울에 의한 상 :
오목거울에 의한 상 :
확대된 상 또는 축소된 상
정반사와 난반사 :
정반사
: 나란하게 입사한 빛이 나란하게 반사한다.
난반사
: 나란하게 입사한 빛이 여러 방향으로 흩어진다
물체가 초점 안에 있을 때
: 반사된 빛이 퍼져나가므로 이 빛들의 연장선이 거울 뒤쪽의 한 점에 모여
거울 뒤쪽에 상이 생긴다.
물체가 초점 밖에 있을 때
: 반사된 빛이 거울면 앞의 한 점에 모여
거울 앞쪽에 상이 생긴
다.
상의 크기:
물체보다 작아
서 넓은 영역을 볼 수 있다.
상의 모양: 물체의 모양과 같이
바로 선다
.
일상 생활에서 거울을 이용한 기구 :
볼록 거울에 의한 상은 물체의 크기보다 항상 (
커서,작아서
)
넓은 영역을 볼 수 있다.
광축에 나란하게 입사하여 반사된 광선들이 모이는 것은 ( )거울이고 ,
광축에 나란하게 입사하여 반사된 광선들이 퍼지는 것은 ( )거울이다.
오목

볼록
작아서
오목거울에서 빛의 반사 :
오목 거울의
광축에 나란하게 입사하여
반사된
빛은
모두 한 점을 지난다
.
이 점을
초점
이라고 한다.
오목거울에 의한 상의 위치 :
물체가 초점 안에 있을 때
: 반사된 빛이 퍼져나가므로 이 빛들의 연장선이 거울 뒤쪽의 한 점에 모여
거울 뒤쪽에 상이 생긴다
.
볼록거울에서의 반사 :
볼록 거울의 광축에 나란하게 입사하여
반사된 빛은 거울 뒤쪽에 있는 초점에서 나오는 것처럼
보인다.
볼록거울에서 상의 위치 :
광축에 평행하게 입사한 광선1:
볼록 거울 뒤쪽의 초점에서 나가는 광선처럼 반사
한다.
거울의 중심을 향해 입사한 광선2: 광축에
대칭으로 반사
한다.
광선1과 광선2의 연장선이 한 점에서 만나는 위치에 상(image)이 생긴다.
다음 그림과 같이 촛불에서 나와
( )렌즈의 중심으로 들어가는 빛은
( )하지 않고 그대로 직진한다.
오목 렌즈에 나란하게 입사한 빛은
렌즈 뒤 의 한 점(
초점)에서 나오는 것처럼
퍼져 나간다.
오목 렌즈에 의한 빛의 진행
가까이 있는 물체도, 멀리 있는 물체도
항상 작게 보인다.
오목 렌즈로 물체 관찰하기 :
(가) 카메라의 볼록 렌즈는 빛을 모아 상을 만든다.

(나) 현미경의 대물렌즈와 접안렌즈는 볼록 렌즈이다.

(다) 눈의 수정체는 볼록렌즈로 두께를 조정하여 초점을 맞춘다.
볼록 렌즈의 예
물체가 초점 안에 있을 때 :
바로 선 상이 생긴다.
(확대된 상)
물체가 초점 밖에 있을 때 :
뒤집힌 상이 생긴다.
(확대되거나 축소된 상)
볼록 렌즈에 의한 상
초점 : 볼록 렌즈에 나란하게 입사하여
굴절된 빛이 모이는 점
물의 굴절률이 1.33이고 유리의 굴절률이 1.52일 때 빛이 공기에서 물로 진행하는 경우와 공기에서 유리로 진행하는 경우 중 어느 쪽이 더 많이 굴절하는가?
한 종류의 물질에서 진행하던 빛이 다른 종류의 물질로 들어갈 때, 그 경계면에서 빛의 진행 방향이 달라지는 현상을 빛의 ( )이라고 한다.
(가) 물에 잠긴 다리가 짧아 보이는 현상:
공기와 물의 경계면에서 빛이 굴절하기 때문
(나) 한여름에 멀리 있는 자동차가 흔들려 보이는 현상 :
지표 부근의 공기가 가열되어 굴절률이 변하기 때문
빛의 굴절 현상의 예
멀리 있는 물체를 보면 :
물체가 거꾸로 보인다.
가까이 있는 물체를 보면:
물체의 크기가 더 크게 보인다.
볼록 렌즈로 물체 관찰하기
여러 가지 물질의 굴절률
오목 렌즈에 의한 상:
빛의 굴절
: 한 종류의 물질에서 다른 종류의 물질로 들어갈 때 그 경계면에서 빛의 진행 방향이 달라지는 현상
i


t
굴절각 :
굴절 광선이 법선과 이루는 각
굴절률 :
굴절의 법칙(Snell의 법칙) :
형성평가
굴절
유리 : 굴절률이 클수록 굴절을 많이 한다.
볼록 렌즈의 초점
1)광축에 평행하게 입사한 광선:
-- 굴절되어 한 점에서 나오는 것처럼 퍼져 나간다.
2) 오목 렌즈의 중심으로 입사한 광선:
-- 굴절하지 않고 직진한다.
3) 퍼져나간
두 광선을 뒤쪽으로 연장하면 만나는 점

물체의 상이 만들어 진다.
물체보다 항상 작고
바로 서 있다.
오목
형성 평가
굴절률 :
A에서 법선을 향해 내린 수선의 길이 AA’와 B에서 법선을 향해 내린 수선의 길이 BB’의 비
=
sin i
sin t
굴절 법칙 :
광선의 입사각이 달라져도 한 물질의 굴절률은 일정하다.
악기의 종류에 따라 소리의 맵시가 다르므로
같은 음을 같은 세기로 연주하여도 구별할 수 있다.
소리의 3요소
:
소리의 세기, 소리의 높낮이, 소리의 맵시
소리의 맵시
소리의
진동수
가 클수록
높은 음
의 소리가 발생한다.
소리의 높낮이와 진동수
소리의
진폭
이 클수록
소리의 세기
는 강해진다.
소리의 세기와 진폭
소리의 세기 단위 :
dB

*사람이 들을 수 있는
가장 작은 소리의 세기 :
0 dB

*120 dB 이상에서는
고막에 고통을 느끼며
오랫동안 노출되면
고막이 상할 수도 있다.
소리의 세기
다음 그림과 같이 소리가 서로 다른 매질을 통과할 때 휘어져 진행하는 현상을 소리의 ( )이라고 한다. 소리가 경계면을 통과할 때 휘는 이유는 두 매질에서 소리의 전파 ( )이 다르기 때문에 발생한다.
(가) 낮 : 온도가 높은 지면에서 온도가 낮은 공기 중으로 진행할 때
속력이 느려지므로 소리는 위쪽으로 굴절된다.
(나) 밤 : 온도가 낮은 지면에서 온도가 높은 공기 중으로 진행할 때
속력이 빨라지므로 소리는 아래쪽으로 굴절된다.
소리
의 속력 : 공기의
온도가 높을수록
전파 속력이

빨라진다
.
소리의 굴절
반사
: 파동이 경계면에서 부딪혀 되돌아오는 현상

굴절
: 파동이 서로 다른 매질을 통과할 때
경계면에서 휘어지는 현상
(가) 물결파가 진행하다가 플라스틱 막대를 만나면 반사된다.
(나) 유리판에 의해 수면의 깊이가 바뀌면 경계면에서 굴절된다.
파동의 반사와 굴절
다음은 오른쪽으로 진행하는 어떤 파동의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다. 이 피동의 진폭과 주기를 구하여라.
형성 평가
파동의 파장과 주기
파장
: 마루에서 이웃한 마루까지 또는 골에서 이웃한 골까지의 거리
진폭
: 진동의 중심에서 마루 도는 골까지의 깊이
주기(초)
: 매질이 한 번 진동하는 데 걸리는 시간
진동수(Hz)
: 매질이 1초 동안 진동하는 횟수
구면파
: 파원이 점일 때 원(구) 모양으로 진행하는 파동

평면파
: 파원이 직선일 때 직선(평면) 모양으로 진행하는 파동
파면의 모양
여러 가지 파동
(매질에 따라)
공기의 진동 - 고막의 진동 – 청각 신경 - 뇌에 전달
소리의 전달 경로
초음파
:
진동수가 매우 큰 음파
로서
투과성이 좋고

액체와 고체의 경계면에서
잘 반사되기 때문에
다양한 곳에 이용된다.
초음파의 이용
횡파
: 파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직인 파동
예)
물결파, 전자기파, 지진파의 S파

종파
: 파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 나란한 파동
예)
소리, 초음파, 지진파의 P파
파동의 종류
(매질의 진동 방향에 따라)
(2) (가)와 소리의 높낮이가 같은 것은?
(1) (가)와 소리의 세기가 같은 것은?
그림은 세 종류의 소리를 나타낸 것이다.
파동
:
매질

진동

전달
물결파
-물을 매질로
수면을 따라 전달
되는 파동
음파,초음파,소리
-기체,액체,고체를 매질로 전달되는 파동
전자기파(가시광선,적외선,자외선,X선)
-매질이 없이 전달되는 파동
진폭 :

주기 :
2cm

4 s
형성 평가
굴절
속력
굴절
형성 평가
(다)
(나)
합성
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