중학:파동의 요소

틀:15개정 과학 중1 단원 보기

1단원. 지권

1. 중학:지구계
2. 중학:지권
3. 중학:암석
4. 중학:광물
5. 중학:풍화
6. 중학:대륙이동설
7. 중학:판의 이동
8. 중학:화산, 지진

2단원. 힘과 운동

1. 중학:힘의 표현
2. 중학:중력, 무게
3. 중학:탄성
4. 중학:마찰력
5. 중학:부력

3단원. 생물의 다양성

1. 중학:다양한 생물(변이)
2. 중학:생물의 분류
3. 중학:생물 다양성

4단원. 기체의 성질

1. 중학:기체의 입자모형
2. 중학:증발과 확산
3. 중학:기체의 압력
4. 중학:기체의 압력과 부피
5. 중학:기체의 온도와 부피

5단원. 물질의 상태변화

1. 중학:물질의 세 가지 상태
2. 중학:물질의 상태변화
3. 중학:상태변화와 입자배열
4. 중학:상태변화와 온도변화
5. 중학:상태변화와 열에너지

6단원. 빛과 파동

1. 중학:물체를 보기
2. 중학:빛의 합성
3. 중학:평면거울
4. 중학:오목거울, 볼록거울
5. 중학:오목렌즈, 볼록렌즈
6. 중학:파동의 요소
7. 중학:파동의 종류
8. 중학:다양한 소리

7단원. 과학과 나의 미래

1. 과학과 나의 미래

배우는 이유

흥미적 이유	들어가기 전에 생각해 보세요. 출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~) 한 번 생각해 보세요~ 소리는 공기입자들의 움직임으로 전달된다고 한다. 그렇다면 소리는 수학적으로 어떻게 접근할 수 있을까?(계산할 수 있을까? 공기입자는 너무 많잖아!)
직업적 이유	소리, 빛을 다루는 직종의 기초지식. 파동의 수학적 표현 자체는 광학, 음향학 뿐 아니라 전자기학에서도 쓰여 전기, 전자관련 직종에서도 기초지식.
학문적 이유	입자들의 움직임은 입자 개개에 가해지는 힘, 입자가 가진 속력 등으로 분석할 수 있다. 그러나, 입자가 일정 수 이상으로 많아져버리면 이를 하나하나 분석하는 일은 너무 어려운 일이 되어버린다. 다만, 입자 전체의 움직임은 통계적으로 예상할 수 있는데, 파동은 그러한 접근의 시작이라고 할 수 있다.
배워야 할 것
너희들은?

학습

실험영상

실험	영상
횡파와 종파가 진행하는 모습
레고로 파도	레고로 파도 만들기 https://www.dogdrip.net/dogdrip/389249363?_filter=search&search_target=title_content&search_keyword=%EB%A0%88%EA%B3%A0&page=1

수업요약

한 눈에 보는 그림

https://t1.daumcdn.net/cfile/tistory/99F8CB3359B4C59C12

파동과 진동

요소	설명
진동	振(떨다 진)動(움직이다 동). vibration. 물체가 제자리에서 흔들리는 것.
파동	波(물결 파)動(움직이다 동). wave. 물체의 흔들림이 옆으로 전달되는 것.
매질	媒(중매 매)質(바탕 질). medium. 파동을 전달하는 물질. ex)공기, 물 등

파동의 요소

파동의 특성을 알려주는 요소들.

요소	설명
마루	파동의 가장 높은 곳.
골	파동의 가장 낮은 곳.
파장	파동이 반복되는 길이. ex)마루에서 마루까지, 골에서 골까지의 거리.
진폭	진동중심에서 마루, 골까지의 거리.
주기	매질이 한 번 진동하는 데 걸리는 시간.
진동수	1초동안 매질이 진동하는 횟수. 수학적으로 진동수는 1/주기 의 관계에 있다.

그런데... 실제로는 바다의 파도는 물건을 떠밀려오게 한다. 교과서에서 배우는 파동과 엄밀하게 말하자면 다른 종류인데... 실제 파동의 다양한 조건을 간략화 해 배우고 점차 요소들을 추가해가며 실제 파도를 다룰 수 있게 될 것이다.

질문

전개질문

1. 파동이 주어졌을 때 각 요소가 어떤 부분인지 다 말할 수 있겠니? 온라인으로 확인은 힘들겠구나..ㅜㅜ 위에서 설명한 파동의 요소가 어디어디인지 잘 알고 있어야 합니다.
2. 매질이 한 번 진동하는데 걸리는 시간은 무엇일까요?(4반 황찬욱이 낸 문제)
3. 진동수와 주기는 무슨관계일까?(2반 정규민이 낸 문제)
4. 마루에서 진동의 중심까지의 거리를 뭐라고 할까?(2반 이건우가 낸 문제)
5. 파동을 전달해주는 물질을 뭐라고할까?(2반 김선우가 낸 문제)
6. 파동과 파동이 부딪히면 어떻게 될까(4반 허빈이 낸 문제)

도착질문

1. 우리 주변에서 볼 수 있는 파동은 무엇이 있을까?
2. 어느 한 파동이 5m거리를 가는데 5번을 진동했다. 파장의 길이는 일정할 때 파동의 파장, 주기, 진동수, 전파 속력을 구하시오.(2반 박상훈이 낸 문제) 답: 파장: 1m, 주기: 2초, 진동수: 1/2 hz, 전파 속력: 1/2 m/s

활동

하나의 파동을 주고, 진폭, 주기 등이 2배가 되는 파동을 그려보게끔 시키면 좋겠네~

학생들의 질문

질문	대답
진동수를 구하려면 어떻게 해야하나요? 진동수는 어떻게 세나요?	단순히 파동이 1초에 몇 번 진동하는지 세면 됩니다. 소리나 빛 같이 사람이 셀 수 없는 것들은 컴퓨터나 특수한 장비를 이용해 파동의 진동횟수를 셉니다.
횡파와 종파의 차이점이 뭔가요?	다음차시에 배웁니다~
소리에 파동이 크면클수록 음이 높나요?	용어가 이상해요. 진폭이 크다는 의미겠지요? 진폭이 크면 소리가 커져요. 다음다음차시에 배웁니다.
모기의 날갯짓 소리가 1초에 500번에서 600번 즉 500Hz~600Hz정도의 날갯짓 을 한다는데 왜 사람의 눈에는 그게 보이지 않나요?	사람 눈에는 15hz만 되도 애니메이션처럼 보여요.(조잡하긴 하지만;) 게이밍모니터에서 144hz를 많이 쓰는데, 화면의 프레임하나하나를 감지할 수 있나요?
우리 주변에서 볼 수 있는 파동의 수는 위에 적긴했지만 더 많을 것 같아요. 물결파, 지진파, 음파 말고도 일상속에서 더 볼 수 있는 파동이 있나요? 지진과 파도 말고 파동에는 뭐가 있나요?	고속도로에서 자동차가 밀리는 패턴, 경제지표의 오르내림 등 사회적 현상도 파동으로 설명할 수 있고, 빛도 파동이에요~
파동은 얼마나 크게 울릴 수 있나요? 파동은 얼마나 커질수 있나요?	매질이 버틸 수 있을 만큼이요~ 매질에 따라 다르겠지요~
왜? 파동이라고 하나용?	한자로는 波(물결 파)動(움직일 동)을 씁니다. 입자들의 집단적인 움직임을 파동이라 부르는데, 이게 물결이 움직이는 것과 유사하기 때문이겠죠~
파동이 사람한테 무슨 피해를 주나요?	소음은 사람의 스트레스를 높이고, 지진은 건물을 무너뜨리고, 자외선은 노화를 촉진하고 등등.
파도가 쳐도 물체는 그냥 출렁인다고만 했는데 수영장 파도풀에선 파도가 칠때 몸이 뒤로 밀리는 이유가 뭔가요?	좋은 질문이네요! 수면의 표면에선 파동이 위아래나 앞뒤로 진동하는 게 아니라 동그랗게 움직입니다. 사실, 유체의 표면에선 원운동을 해요. 선생님 블로그를 참고해보세요~ https://blog.naver.com/id8436/220986798624
횡파, 종파로 부르는 이유	다음시간에~
빛 말고 매질이 필요없는 것이 있나요?	빛 외에 모든 파동은 매질이 필요해요~
질문 진동중심에서 마루와 골까지의 거리는 항상 같나요?	실제 파동에선 달라지기도 하지만, 이론적인, 수학적으로 표현하는 파동에선 같아요.
그럼 공기가 없는 우주에서는 소리를 못내나요? 공기가 없는 곳에서 소리를 내면 어떻게 될까요	네. 못내요.
진동수는 어떻게 생기나요?	어떻게 생기는 게 아니라, 파동의 성질 중 하나를 진동수라고 부르는 거에요~
공기 즉 매질이 오면 파동이 생기지 않나요?	매질에 교란이 생기면 파동이 생기겠지요?
게임에서 나오는 파동탄도 파동을 이용하는 것인가요??	네. 공기를 흔든다든가, 공간을 흔든다든가. 에너지가 흩어지지 않게 쏘는 방식으로 다양한 개념이 가능하겠네요.
물로 종이를 자를수 있을까. 물로 종이 자르는게 가능한가요?	그건 쉽죠. 입에 물 머금고 쏴봐요~!
왜 미시세계에서는 입자와 파동의 성질이 동시에 나타나는건가요?	그건 아무도 몰라요;
소리는 수학적으로 어떻게 계산할수 있나요?	sin, cos과 푸리에변환을 통해 계산하고 구현할 수 있습니다.
휴대폰진동으로 물회오리 만들수있어요?	물회오리가 뭐야;;?
걸을 때마다 파동이 일어나나요? 핸드폰 진동도 파동인가요?	당연하죠! 땅을 울리고, 공기를 교란시키고!
층간 소음도 진동인가요?	네, 바닥과 벽을 타고 내려간 진동이 공기를 울리거나 사람의 다리를 울리면 거슬리는 소음이 들리겠죠.
파동의 시작점 부터 끝나는 지점까진 뭐라고 불러요?	딱히 명칭은 없어요. 시작점, 끝점?
파도에 진동만 있고 파장이 없으면 어떻게 돼요?	진동은 입자 하나가 앞뒤로 오가는 개념이고, 파동은 입자 여럿의 움직임을 다루는 개념입니다. 파동과는 완전 다른개념이에요. 진동에는 파장이 없습니다.
파동은 어디까지 갈수 있나요?	에너지가 보존된다면 무한대!
헤르츠는 몇 헤르츠까지있어요? Hz는 최대 몇까지 나오나요? 끝이 없나요?	0부터... '1/시간의 최소단위' 까지요!
전기줄 안에 전기가 흐를 때 전기가 파동같이 움직이나요??	네. 현대사회에선 주로 교류전류를 쓰기 때문에 sin파 전류를 다룹니다.
파동도 종류가 있나요?	크게 종파와 횡파로 나누지만, 지진을 연구하는 사람들이나 다른 파동을 연구하는 사람들은 더 세분화 하여 구분합니다.
물속에서는 어떻게 소리전달이 되나요?	물의 미세한 압축이 전달되어 종파로요!
파동의 끝이 있나요?	파동이 없어지는 곳이 끝이죠.
음파를 만드는법!	공기를 교란시킵니다.
제가 알기론 스피커 역시 파동을 이용한다고 들었는데 스피커 말고 파동을 이용하는 우리 주변에서 볼 수 있는 물건은 무엇이 있나요? 주변에서 파동으로 어떤 것을 하는지 더욱더 알고 싶어요. 파동이 우리 사생활에 필요한 이유가 뭐죠?	악기와 파도풀, 만화에서 나오는 '파동기' , '파동검', 레이저 등 무궁무진하죠! 전기현상도 다 파동으로 다뤄지고, 물체의 공명, 다리의 흔들림, 물체의 흔들림 전체를 다 파동으로 다룹니다.
소리는 공기 입자들이 운동하여 전달된다 했는데 그러면 그 입자들은 귀로 들어가는 거에요?	귀 주변의 공기들을 흔들어서 고막을 흔드는거에요~
파동은 한곳으로만 퍼질 수 없나요?	직진성을 강하게 하면 되요. 레이저처럼요.
파도가 정확하게 무슨뜻이에요?	波(물결 파)濤(물결 도). 바다에서 일어나는 물결을 파도라고 한다네요.
파동이 사람한테 무슨 이득을 주나요? 파동을 이용하여 무엇을 할수있나요?	음악을 컴퓨터로 만들 수 있게 되었고, 전기현상을 다루는 데 도움을 주었죠.
선생님 파동으로 건물이나 사물을 뿌술수도 있나요??	네, 지진으로 건물이 무너지잖아요?
방음부스는 파동이 통하는걸 막는 물질로 이루어진건가요? 그렇다면 어떤원리인가요?	충격을 흡수하거나 벽 사이를 진공으로 만들어서 소리가 전달되지 않게 하는 방법이 있겠죠~
물결파 같은 파동이 생길때 매질이 있으면 위아래로 움직이고 원래 그 자리로 돌아오는데 아무리 큰 파동이 와도 매질은 원래 자리로 돌아가나요?	네
고무줄울유리병에끼우고물을넣은다음에고무줄을당기면파동이일어나나요??	무슨 의미인지 모르겠지만.. 네 일어나죠;
철기둥을 치면 소리가 울리는데 그것도 파동에 의한것인가요	네
저런 각 요소의 이름둘은 어디서 만드나요?	사람들이 쓰다 보니 정착된 거에요~ 사과는 왜 사과라고 부를까? 이런 느낌으로? 과학자들이 논문을 쓸 때 어떤 현상을 표현하기 위해 쓰는 단어가 점점 통일되면서 굳어진거에요~
파동이 일어나지 못하는 물체는 있나요?	제가 알기론 그런 물체는 현실에 없어요.(이론상으로만 가능)
음파를 눈으로 볼 수 있는 방법이 있나요?	다음번에 나온답니다~
파동은 왜 생기는 건가요??	고체나 기체입자들이 외부의 힘이 가해졌을 때 원래대로 돌아가려는 성질 때문이죠~
무지개는 어떻게 만들어 지는걸까요?	오늘 시간과는 맞지 않는 질문인데요;; 빛의 굴절률 차이로 만들어집니다.
파동의 원리를 처음으로 알아낸 사람은 누구인가요? 파동은 언제 발견되었나요 ?	글쎄요. 너무 오래된 일이라 찾기 힘들 것 같은데, 혹시 조사해서 알려준다면 교과세특에 써줄게요~
파동은 인체에 무해한가요?	무해한 것이 있는가 하면 해로운 것이 있죠. 어떤 개념이든 과하면 해로워요.
우리 주변에 파동이 없어진다면 어떻게 되나요?	소리를 듣지 못하며 보지 못하고, 전자기기의 사용도 불가능해지겠죠. 어쩌면 우리 존재 자체가 사라질지도 몰라요.
소리가 나는 것은 다 파동인지 궁금하다	소리 자체가 파동입니다.
사람마다 목소리가 다른이유	이후 시간에 배워요~
파동에도 기준이 있나요?	많은 입자들의 반복되는 움직임이 있으면 파동이라 보죠.
빛은 입자인가요 파동인가요?	입자이면서 파동. 두 가지 개념의 성질을 모두 갖고 있어요.
전기에도 횡파랑 종파가 존재하나요?	기본적으로 횡파지만, 전기파, 자기파를 구분하여 생각한다면 종파도 만들 수 있을 것 같아요.(활용성은 떨어질듯)
파동은 왜 생기는 걸까요	입자들이 제자리로 돌아가려는 탄성때문에 생기죠.
스피커에서 나오는건 진폭인가요?	스피커는 공기를 교란시킬 뿐.

더 나아가기

교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람은 보세요~

심화질문

1. 빛은 파동이라는데 왜 빛은 입자가 아니라 파동일까요? 그 것을 증명하는 방법을 쓰시오.(4반 원종혁이 낸 문제)
   

보기 전에 먼저 생각해보세요~

1. 빛이 입자라면 빛끼리 만나면 터지거나 부서져야 하는데 그렇지 않습니다.(여기서 빛은 레이져 포인트로 실험하는 것이 제일 좋습니다.)

수업 후, 흥미로운 것

사이언스 오브 스튜피드. 파동의 과학!

그거 아나;;? 정수리에 휴대폰을 올려두면 진동을 느끼지 못해!

미시세계에선 전자와 같은 입자들도 파동으로 표현한답니다~

답

소리는 공기입자들의 움직임으로 전달된다고 한다. 그렇다면 소리는 수학적으로 어떻게 접근할 수 있을까?(계산할 수 있을까? 공기입자는 너무 많잖아!)
답변	선생님코멘트
입자 하나하나의 움직임을 모두 알 순 없어도 전체적인 입자의 움직임을 보면 돼~
못해; 너무 복잡하잖아;;	모든 입자의 움직임을 계산하는 것은 너무 복잡해 불가능하지만, 통계적으로 다룰 수 있어요!
파동이 주어졌을 때 각 요소가 어떤 부분인지 다 말할 수 있겠니? 온라인으로 확인은 힘들겠구나..ㅜㅜ 위에서 설명한 파동의 요소가 어디어디인지 잘 알고 있어야 합니다.
답변	선생님코멘트
우리 주변에서 볼 수 있는 파동은 무엇이 있을까?
답변	선생님코멘트
소리, 초음파, 초음파 탐지기	종파입니다.
용수철, 줄넘기, 채찍 등	횡파입니다.
땅의 진동, 휴대폰이 책상에서 진동하여 나에게 전달되는것 파도.지진 잔잔한 물에 돌을 던질때, 다이빙을 했을때 생기는 파동, 워터파크 파도풀, 바다에 파도 물수제비 자리에 생긴 파동,된장국에 숟가락을 넣으면 생기는 파동 뱃살을 치면 파동이 일어난다. 뛰어다닐때느끼는 파동.	구분하기 애매한 파동입니다. (보통 돌던지는거나 다이빙은 횡파로 치긴 합니다만..)
태양(햇빛), 전자기파(빛) 전자레인지	네, 빛도 파동입니다.