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귀신이 나올 것처럼 깜깜한 밤, 환한 태양 빛이 다시 나타나주면 어떨까요? 
밤이 무서울 어과동 친구들을 위해 섭섭박사님이 준비했습니다! 
한낮의 태양 빛을 저장해 밤에 불을 밝히는 ‘태양광 손전등’이에요!

■ 내가 만드는 메이커 스쿨 : 손전등으로 그림자 놀이를 해 보자!

이번 메이커 스쿨에서 섭섭박사님은 ‘태양광 손전등’을 만들었어요. 손전등 위쪽에 달린 ‘태양광 모듈’ 속에는 태양 빛을 전기에너지로 바꾸는 태양전지가 들어있어요. 이 전기에너지는 모듈 속 배터리에 충전되지요.

배터리가 충분히 충전되면 스위치를 켜서 작은 전구를 밝힐 수 있어요. 여기서 잠깐! 낮에 손전등을 사용하려면 주의하세요. 섭섭박사님은 “배터리가 충전 중일 때는 전구가 켜지지 않는다”며, “빛이 모듈로 들어오지 않도록 가린 후 스위치를 켜야 한다”고 말했어요.

한편, 모듈의 반대편에는 렌즈가 있어요. 렌즈에 달린 손잡이를 기둥을 따라 앞뒤로 움직이면 손전등의 빛이 널리 퍼졌다가 좁은 곳에 집중되기를 반복하지요. 섭섭박사님은 “렌즈를 움직이며 그림자 놀이를 하면 빛의 성질을 배울 수 있다”고 말했어요.

손전등을 완성한 섭섭박사님은 “모듈 위에 상판을 올릴 때가 가장 어렵다”고 주의사항을 전했어요. 상판의 구멍 8개에 옆면판을 끼워야 하는데, 옆면판들이 이리저리 움직여 신중히 끼워야 하기 때문이에요. 섭섭박사님은 “옆면판을 하나씩 차근차근 끼워 구멍을 채워 나가야 한다”라며 메이킹 ‘꿀팁’을 전했답니다.

■ 알아보자! 빛으로 전자를 때려 전기에너지를 만든다?

독일 출신의 물리학자 알베르트 아인슈타인은 ‘상대성 이론’이라는 어려운 이론을 제안한 것으로 유명하지만, 정작 1921년 노벨 물리학상을 받은 건 ‘광전효과’에 대한 공로 덕분이었어요. 실험을 통해 빛이 우리 눈에 보이지 않는 무수히 많은 입자로 이뤄져 있다는 사실을 증명했거든요. 이 입자는 ‘광자(빛알갱이)’라고 불리지요.

광전효과는 빛을 금속에 비추었을 때 금속에서 전자가 튕겨 나오는 현상을 말해요. 평소에 금속의 전자는 원자핵이 잡아당기는 힘 때문에 금속 안에 머물러 있어요. 그러다 빛을 이루는 광자가 금속의 전자와 충분히 강하게 충돌하면, 전자가 광자의 운동에너지를 얻어 원자핵이 잡아당기는 힘도 이겨내고 금속 밖으로 나가지요.

태양전지는 이런 광전효과를 이용해요. 반도체에 빛을 비추면 광자에게서 운동에너지를 얻은 전자가 원자핵에서 멀어져 반도체의 한쪽 끝으로 몰려요. 전자가 몰린 곳은 ‘음극’, 반대쪽은 ‘양극’이 되지요. 그러면 태양전지는 음극과 양극이 있는 건전지와 같은 상태가 돼요. 여기에 전선을 연결하면 전류가 흐른답니다.