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지구에서 낮과 밤, 그리고 계절이 생기는 이유는 바로 태A양 때문이에요. 지구는 365일에 한 바퀴씩 태양 주변을 타원 궤도로 공전하고 있어요. 한편, 23.5° 기운 자전축을 중심으로 24시간에 한 번 자전하지요. 지구에선 바로 이 공전에 의해 계절의 변화가 나타나고, 자전에 의해서 밤낮의 변화가 생겨요. 

그렇다면 계절에 따라 태양이 떠 있는 시간이 다른 이유는 무엇일까요? 우리나라는 여름에는 낮이 길고, 반대로 겨울엔 6시만 조금 넘어도 어둠이 금세 찾아와요. 그 원인은 공전과 자전 모두에게 있지요. 

여름철이면 우리나라가 있는 북반구는 태양 쪽을 향해 자전축이 기울어 있어요. 이로 인해 북위 35°에 있는 우리나라엔 낮 동안 태양 빛이 거의 수직으로 내리쬐지요. 태양이 높게 떠오른 만큼 아래로 내려오기까지 많은 시간이 걸리죠. 즉, 여름엔 태양의 고도가 높아 낮의 길이가 긴 거예요. 
반대로 겨울엔 남반구가 태양을 향하고 있어요. 이때 우리나라는 태양의 고도가 낮아, 낮의 길이가 짧고 밤이 길어지게 된답니다.

태양광으로 움직이는 로봇을 만들어 보자! 

무인도에 배가 표류하게 됐는데, 배터리는 방전됐다고 상상해 보세요. 이런 난감한 상황일 때 하늘에 떠 있는 태양을 에너지원으로 이용할 수 있다면 얼마나 좋을까요? 태양광 아쿠아 로봇을 직접 조립하며 태양의 힘으로 움직이는 로봇 친구를 직접 한번 만들어 보세요.

태양광 아쿠아 로봇은 태양 전지와 건전지 두 전력으로 움직이는 하이브리드 로봇이에요. 꼬리지느러미 위에 달린 태양 전지는 햇빛을 받으면 전기를 만들어요. 전지 안 금속에 햇빛이 닿으면 햇빛 속 광자가 금속의 전자를 튕겨내는 광전 효과를 일으키기 때문이에요. 이 전자가 전선을 타고 이동하며 전류를 발생시키지요. 이렇게 태양 빛은 발전기 없이도 전기 에너지를 만드는 마법을 부린답니다. 그 결과, 태양광 아쿠아 로봇의 바퀴가 돌며 물 위를 헤엄쳐 다닐 수 있지요. 

아쿠아 로봇 조립을 모두 끝냈다면 물이 담긴 수조를 준비해 주세요. 이때 태양이 밝게 비치는 야외로 수조를 들고 가면 더 좋겠죠? 충분한 태양 빛이 전지판에 도달할 수 있도록 태양 전지판이 해를 마주하게 위치를 잘 조정해 주세요. 그런데 만약 비가 잔뜩 내려 하늘이 어둑어둑하거나 컴컴한 밤이 됐을 땐 아쿠아 로봇을 움직일 수 없냐고요? 그럴 땐 스위치를 ‘태양’ 대신 ‘배터리’가 그려진 쪽으로 옮겨주면 건전지로 가동되니 걱정하지 않아도 된답니다!