적외선 LED는 건전지에 연결이 되어도 불이 들어오지 않습니다. 어떻게 하면 작동여부를 알아볼 수 있을까요?

적외선은 눈으로 볼 수 있는 가시광선보다 긴 파장을 가지고 있어 작동하지 않는 것처럼 보입니다. 하지만 카메라 렌즈를 통해서 보면 보라색의 빛을 볼 수 있습니다. 파장이 긴 적외선이 적색이 아닌 보라색으로 보이는 것은 삼원색 중 ‘녹색’필터를 통과하지 못하여 나타나는 색이라 할 수 있습니다.

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

◎ 미리생각해보기

◎ 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.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

회로도와 동일한 회로를 구성하도록 합니다.

도안을 떼어낼 때 찢어지지 않게 주의하세요.

실험과정 1~8는 회로가 잘 연결되었는지 확인하는 과정입니다.

4. 건전지를 부착합니다. (주의! 빨간전선이 건전지의(+)극에 부착하도록 합니다.)	5. 도안의 ④, ⑤를 떼어내고, 침핀을 이용하여 구멍을 뚫습니다.

◎ 실험방법

6. 양면테이프를 이용하여 도안⑤와 건전지를 부착합니다.	7. LED (발광부)를 끼웁니다.

1. 양쪽 클림프 전선을 반으로 잘라줍니다.	2. 4구 커넥터에 잘라놓은 클림프 전선을 꽂아줍니다. (주의! 접촉 불량을 해결하기 위한 과정으로, 두 개의 전선은 별도로 연결은 하지 않습니다.)

3.  4구커넥터에 트랜지스터, LED, 적외선LED(수광부)를 그림과 같이 꽂아줍니다.

(주의! LED의 긴다리와 짧은다리를 구분합니다.)

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

8. 건전지와 적외선LED(발광부)를 조립하여 리모콘을 만듭니다. (주의! LED의 긴다리가 건전지의 (+)극을 향하도록 합니다.)	9. 리모컨을 이용하여 적외선LED(수광부)를 비추고, LED에 불이 들어오는지 확인합니다.

10. 6*7선팅지를 알맞은 크기(5*3.5)로 잘라 준비합니다.	11. 도안의 ①을 떼어낸 후, 전면부의 창을 떼어내고 선팅지를 붙입니다.

12. 4구커낵터에 끼워져 있는 적외선LED(수광부)를 조심히 빼냅니다.	13. 선팅지를 붙인 아랫부분에 침핀을 이용해 구멍을 뚫어줍니다.

14. 빼낸 적외선LED(수광부)를 그림과 같이 꽂아줍니다.	15. 그림과 같이 4구커넥터에 적외선LED(수광부)를 연결합니다. (주의! LED의 긴다리와 짧은다리를 구분합니다.)

16. 회로를 정리하여 전개도를 접어줍니다.	17. 양면테이프를 이용하여 몸체를 완성합니다.

18. 도안 ⑥을 자동차 아랫부분에 붙입니다.	19. 도안③을 자동차의 윗부분에 끼워준 후 리모컨을 이용하여 빛을 밝혀봅니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 리모컨이 작동하는 상태에서 적외선LED를 가리면 어떻게 되나요?

⇒ 눈에 보이지 않지만 긴 파장을 가지는 빛이 나오고 있기 때문에, 빛이 완전히 차단되는   물체로 가리면 불이 들어오지 않습니다. 하지만 얇은 종이나 OHP필름 등으로 가린 경우에는 빛이 통과하기 때문에 불이 들어옵니다.

2. 자동차 내부가 어두울 때와 밝을 때, 각각 어떻게 보이나요?

⇒ 자동차의 전면부에 붙인 필름에 의해 내부가 어두울 때는 안이 보이지 않아 메시지가     보이지 않지만, 내부가 밝을 때는 안이 보여 메시지를 확인할 수 있습니다.

◎ 원리이해

1. 적외선 (infrared ray)

가시광선보다 파장이 긴 전자파로 0.75~0.8μm에서 1mm정도의 파장범위를 가지며, 보통 IR로 표기합니다. 햇빛이나 백열된 물체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켜 보면 적색스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 있어 적외선이라 합니다. 적외선은 육안으로 보이지 않지만 태양이나 물체가 내는 복사열의 대부분이 적외선으로 이루어져 있으므로 열선이라고도 합니다. 파장 0.75 ∼ 3μm의 적외선을 근적외선, 3∼25μm의 것을 단순히 적외선이라 하며, 25μm 이상의 것을 원적외선이라 합니다.

① 적외선센서(infrared sensor)

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

적외선을 이용해 온도, 압력, 방사선의 세기 등 물리량이나 화학량을 검지하여 신호처리가 가능한 전기량으로 변환하는 장치입니다. 스스로 적외선을 복사하여 빛이 차단됨으로써 변화를 검지하는 능동식과 외부로부터 받는 적외선의 변화를 읽어내는 수동식이 있는데, 방범이나 화재검지 등에 사용됩니다. 이전의 온도센서, 적외선센서보다 감도나 정확도가 높습니다.

② 적외선의 이용

1) 사진 : 적외선이 가시광선과 다른 반사율을 가지고 있는 광학적 특성을 이용하여 화폐, 증권, 문서 등의 위조검사나 감정에 적외선 사진을 활용하고 있습니다.

2) 산업 : 각종 재료, 공산품, 농수산품의 건조와 가열에 적외선이 사용되고 있습니다.

3) 의료 : 소독·멸균과 관절 및 근육의 치료로서 근적외선을 사용하고, 적외선레이저빔으로 외과수술, 종양의 제거, 신경의 연 결등에 사용되고 있습니다.

4) 학술 : 우라늄동위원소의 분리와 핵융합반응 실현을 위한 연구에 외선레이저빔이 사용되고 있습니다.

5) 기타 : 자동경보기, 문의 자동개폐기 등에 적외선과 검출기를 조합하여 사용하기도 합니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

학습목표

적외선에 대해 알아보고, 적외선 센서를 이용한

메시지를 담은 적외선 자동차를 만들어봅니다.

적외선 LED는 건전지에 연결이 되어도 불이 들어오지 않습니다. 어떻게 하면 작동여부를 알아볼 수 있을까요?

◎ 미리생각해보기

도안 1장, 선팅지, LED(7색) 1개, 적외선LED(발광부) 1개, 수광부 1개,

트렌지스터 1개, 동전형건전지 2개, 침핀 1개, 4구커낵터 1개, 양면테이프

[직접준비하세요! 투명테이프, 가위]

◎ 실험준비물

1. 리모컨이 작동하는 상태에서 적외선LED를 가리면 어떻게 되나요?

2. 자동차 내부가 어두울 때와 밝을 때, 각각 어떻게 보이나요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점