◎ 미리생각해보기

젖은 손을 전원 플러그를 만지면 감전 위험이 큽니다. 그 이유는 무엇일까요?

⇒ 순수한 물(증류수)은 대표적인 절연체[전기가 통하지 않는 물질]입니다. 그러나 우리가 흔희 보고 마시는 물이 아닙니다. 물에는 여러 가지 염류나 미네랄 등이 녹아있는데, 이러한 성분들이 전류를 잘 흐르게 하여 감전 위험을 크게 합니다. 따라서 전원 플러그를 만질 때에는 손에 물기가 없는 상태에서 다루어야 합니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

6. 실험에 사용하는 고흡수성수지구슬은 절대 먹지 않도록 합니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

이번 실험에 필요한 재료들을 확인해주세요.

실험 전 실험보고서를 꼭 읽어주세요.

다음과 같이 선생님이 미리 준비해주세요.
[2~3시간 또는 하루 전에 죽용기의 물 1/2에 고흡수성수지 구슬 1봉을 넣어 불립니다.]
[투명용기의 물 1/2에 황산나트륨 1봉을 넣어 황산나트륨 수용액을 만들어줍니다.]

회로가 완성된 후 두 전선이 접촉되지 않도록 해주세요. 두 전선이 접촉될 경우 LED가 파손될 수 있습니다.

1. 2~3시간 또는 하루 전에 죽용기의 물 1/2에 고흡수성수지 구슬 1봉을 넣어 불립니다. 투명컵에 물 1/2에 황산나트륨 1봉을 넣어 황산나트륨 수용액을 만듭니다. (주의- 선생님께서 실험전 미리 준비해주시기 바랍니다.)	1. 원형 용기 뚜껑 중심에 침핀으로 구멍을 뚫어 LED를 꽂습니다. (주의- LED 다리 간격을 주의하여 뚫어줍니다.)

◎ 실험방법

3. 용기 바닥을 기준으로 4~5cm 위치에 송곳을 이용하여 구멍을 뚫습니다. (주의- 주사기 앞부분이 들어갈 수 있을 만한 크기로 구멍을 키워줍니다.)	4. 3번 과정에서 구멍을 뚫은 반대편에 침핀을 이용하여 구멍을 뚫어 스위치를 꽂습니다. (주의- 스위치의 위치는 용기 윗부분 일수록 좋으며, 스위치의 다리 간격에 유의하여 구멍을 뚫어줍니다.)

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 스냅의 검정선과 1번 커넥터의 검정선을 연결하고, 1번 커넥터의 빨간선과 2번 커넥터의 검정선을 연결한 후 연결캡을 이용하여 연결부분을 마감합니다. (주의- 전선을 연결하기 전에 커넥터에 1번과 2번을 기재하여 구분합니다.)	6. 스냅과 2번 커넥터의 빨간전선에 클립을 연결한 후, 알루미늄테이프를 이용하여 전선과 클립을 고정시켜줍니다. (주의- 알루미늄테이프는 약 1~1.5cm의 폭으로 잘라 사용합니다.)

7. 용기 뚜껑에 꽂아놓은 LED를 2번 커넥터에 꽂아줍니다. 이때, LED의 긴다리는 커넥터의 빨간선을 향하도록 주의합니다.	8. 스냅에 건전지를 연결한 후, 양면테이프를 이용하여 스냅의 전선이 나오지 않는 부분 쪽 전지 전지면을 용기 뚜껑에 단단히 붙여주고 전선을 정리합니다. (주의- 추후 전지가 떨어지는 현상을 예방하기 위해 꼼꼼히 눌러주며, 투명테이프를 이용하여 고정력을 높여주면 좋습니다.)

9. 빨간 전선에 연결된 클립을 용기 바닥에 투명테이프로 고정시킵니다.	10. 용기에 꽂혀있는 스위치를 1번 커넥터에 꽂습니다. (주의- 스위치의 2개의 발을 랜덤으로 커넥터에 꽂습니다.)

13. 주사기를 이용하여 미리 준비한 황산나트륨수용액 20ml를 다음과 같이 용기 안쪽에 넣어줍니다.	14. 스위치를 켜 전해질라이팅볼을 완성합니다. (주의- 추후 소금물이나 이온음료 등을 전해질 라이팅볼에 사용할 수 잇습니다.)

11. 용기 뚜껑을 닫아 준 후, 투명 돔뚜껑을 닫습니다. (주의- 투명 돔 뚜껑을 닫을 때에는 양면테이프를 돔뚜껑 안 쪽에 붙여, 돔뚜껑의 고정력을 높여줍니다.)	12. 돔뚜껑의 타공을 이용하여 미리 준비해 놓은 고흡수성 수지를 넣어줍니다. (주의- 이동시 고흡수성수지 구슬을 흘릴 수 있으니 투명테이프나 스티커를 이용하여 타공을 막아주는 것이 좋습니다.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 황산나트륨 수용액을 넣었을 때 어떠한 현상이 나타나는 가요?

⇒ LED에 불이 켜지고 빛이 고흡수성수지 구슬 내부와 그 주위를 비춥니다.

2. 위 실험에서 왜 그런지 이야기 해보세요.

⇒ 전류가 흐르기 위해서는 전류가 흐를 수 있는 길이 필요합니다. 황산나트륨 수용액(전해질 용액)을 붓기 전에는 두 전선이 떨어져 있어 전류가 흐르지 않습니다. 하지만, 황산나트륨 수용액(전해질 용액)을 붓게 되면 전해질 용액의 음이온은(+)극으로, 양이온은 (-)극으로 끌려가서 전류가 흐를 수 있는 길이 생겨 LED에 불에 켜지게 됩니다.

⇒ LED는 빛의 직진성을 가집니다. 그러나 LED 주변의 고흡수성수지 구슬이 볼록렌즈 역할을 하여 빛의 굴절이 일어납니다. 빛이 여러개의 고흡수성수지 구슬을 통과시키면서 굴절이 일어나, 조명을 보는 각도에 따라 빛이 나오는 방향이 다르게 보여 아름다운 빛을 나타냅니다.

◎ 원리이해

1. 전해질과 비전해질

구분		전해질	비전해질
정 의		물에 녹아서 수용액이 될 때 전류가 흐르는 물질	물에 녹아서 수용액이 되어도 전류가 흐르지 않는 물질
전기전도성	고체	전류가 흐르지 않는다.	전류가 흐르지 않는다.
	수용액	전류가 흐른다.	전류가 흐른다.
물에 녹였을 때		(+)전하를 띤 입자와 (-)전하를 띤 입자로 나누어지기 때문에 전류가 흐른다.	전하를 띤 입자로 나누어지지 않고 분자 상태로 존재하기 때문에 전류가 흐르지 않는다.
예		염화나트륨, 황산구리(II), 염화수소, 아세트산, 수산화나트륨, 황산나트륨, 암모니아, 황산 등	포도당, 알코올, 설탕, 녹말, 증류수, 요소, 아세톤 등

2. 빛의 굴절

⇒ 빛이 성질이 다른 물질의 경계면을 지날 때 진행 방향이 꺾이는 현상을 빛의 굴절이라 하는데, 물질에 따라 빛의 진행 속력이 다르기 때문에 나타납니다. 빛의 굴절하는 정도의 값을 굴절률이라 하는데 빛의 진행 속력이 느린 물질일수록 굴절률이 큽니다.

· 굴절률 : 다이아몬드 > 유리 > 물 > 공기 > 진공

· 빛의 진행 속력 : 진공 > 공기 > 물 > 유리 > 다이아몬드

우리 주변에서 빛의 굴절이 되는 경우를 쉽게 볼 수 있습니다. 예를 들면, 물속에 막대를 넣으면 꺾여 보이는 현상과 컵에 물을 부으면 보이지 않던 컵 속의 동전이 떠올라 보이는 현상이 대표적인 예입니다.

학습목표

라이팅 볼을 만들어 보고, 전해질 · 비전해질과 빛의 굴절에 대해 알아봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

젖은 손으로 전원 플러그를 만지면 감전 위험이 큽니다. 그 이유는 무엇일까요?

◎ 미리생각해보기

원형용기 1개, 돔 뚜껑 1개, 고흡수성수지, 9V전지 1개, 스냅 1개,

커넥터 2개, LED(7색) 1개, 침핀 1개, 클립 2개, 연결캡 2개, 스위치

황산나트륨 수용액, 주사기, 알루미늄테이프, 죽용기, 양면테이프, 테이프

(※ 직접 준비하세요 : 가위 또는 칼, 송곳, 깨끗한 물)

◎ 실험준비물

1. 황산나트륨 수용액을 넣었을 때 어떠한 현상이 나타나는가요?

2. 위 실험에서 왜 그런지 이야기 해보세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점