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실험실에 떠오른 목성과 무지개

전기저항차이로사랑지수측정

모험이와 슬기는 친구들과 함께 영화‘헐크’를 관람하기 위해 극장을 찾았다. 평범한 과학자가 실험실 사고로 화가 날 때마다 녹색의 괴물로 변했다. 영화에 집중하고 있던 모험이와 슬기는 어느새 영화속으로 들어와 녹색의 괴물 헐크에게 쫓기고 있었다.

모험이 : 슬기야, 빨리 뛰어!

슬기 : 오빠, 살려줘!

있는 힘을 다해 달렸지만 슬기는 결국 헐크에게 붙잡히고 말았다.

화가 머리끝까지 나있던 헐크는 슬기를 멀리 던져버릴 작정이었다.

모험이 : 안돼! 슬기는 사랑하는 내 동생이야.

헐크 : 뭐? 그걸 어떻게 믿어. 난 지금 너무 화가 나서 잡히는 것들은 다 던져버리고 싶어.

모험이 : 진정해. 도대체 왜 화가 났어?

헐크 : 실험을 하다가 계속 실패하잖아.

슬기 : 그렇다고 왜 나한테 화풀이를 하는 거야?

헐크 : 시끄러워! 하늘에서 볼 수 있는 것들을 내 손으로 만들어보고 싶은데 방법을 모르겠단 말야.

모험이 : 알았어. 그렇다면 나를 네 실험실로 안내해. 목성과 무지개를 보여줄께.

헐크 : 정말이야? 네가 그럴 수 있다면 동생을 풀어주지. 하지만 먼저 이 아이가 네 동생이란 걸 증명해야 돼.

모험이 : 알겠어. 내가 슬기를 얼마나 사랑하는지를 보여주면 되지?

과연 모험이는 어떤 방법으로 헐크로부터 슬기를 구출해낼 수 있
을까.

어드벤처 1 사랑지수 측정장치

어드벤처 2 목성 표면의 색무늬 연출

어드벤처 3 내가 만드는 무지개


■ 왜 그럴까?!

▶▶▶ LED가 깜빡이는 속도는 왜 사람마다 다를까?


사랑지수 측정장치는 저항의 크기에 따라 깜빡이는 정도가 달라지는 전기회로다. 즉 클립을 잡은 사람의 전기저항이 작으면 깜빡이는 속도가 빨라지고, 전기저항이 크면 깜빡이는 속도가 느려진다.

인체도 고유한 저항값을 갖는다. 인체의 저항은 피부가 얼마나 건조한가에 따라 그 정도가 크게 변한다. 건조한 상태에서는 50만Ϊ (옴, 전기저항의 단위), 젖은 상태에서는 1천 Ϊ정도다. 즉 젖은 손은 건조한 손에 비해 저항이 5백분의 1 정도로 작아진다. 젖은 손으로 전기기구를 만지면 위험한 것도 이 때문이다.

서로 호감을 가진 두사람이 손을 잡으면 손바닥에서 땀이 난다는 말이 있다. 이를 사실이라고 가정해보자. 땀이 나면 저항이 줄어들 것이다. 즉 사랑지수 측정장치의 LED는 두 사람이 서로 호감을 가질수록 깜빡이는 속도가 빨라지게 된다. 또 손을 오므리고 펴기를 여러번 반복하면 땀이 난다. 이때 양손으로 클립을 잡아도 LED가 빨리 깜빡거린다.

▶▶▶ 종이에 어떻게 먹물 무늬를 찍어낼 수 있을까?

먹물에는 유성성분과 수성성분이 포함돼 있다. 먹물을 물에 떨어뜨리면 유성성분이 수면에 뜬다. 이때 빨대로 무늬를 만들고 그 위에 마른 종이를 갖다 대면 유성성분이 종이에 흡착된다. 유성성분은 물과의 친화력이 약하고 종이와의 친화력이 강하기 때문이다. 이처럼 색소로 무늬를 만들어서 종이나 다른 물체에 흡착시키는 방법을 마블링이라고 한다.

그런데 종이가 젖어있는 경우에는 유성성분이 종이에 달라붙지 못한다. 젖은 종이를 먹물무늬가 있는 수면에 대면 먹물의 아래쪽과 위쪽은 모두 물과 닿아있다. 이때는 중력이 작용해 먹물의 유성성분이 위쪽으로 잘 달라붙지 못하는 것이다.

▶▶▶ 목성의 표면에는 왜 무늬가 있을까?

목성을 망원경으로 관찰하면 평행한 여러개의 줄무늬를 볼 수 있다. 목성의 표면은 짙은 대기로 덮여있다. 그 성분은 수소, 메탄, 암모니아, 이산화탄소 등이다. 목성도 지구처럼 자전을 하는데, 이때 대기도 함께 이동한다. 이런 대기의 흐름이 줄무늬로 나타나는 것이다.

▶▶▶ 유리구슬이 어떻게 무지개를 만들어낼까?

빛에는 여러가지 색깔이 혼합돼 있다. 빛을 프리즘에 통과시키면 그 경계면에서 꺾인다. 이때 서로 다른 색깔의 빛은 꺾이는 정도가 달라 프리즘을 통과한 후에는 각각의 색깔이 분리돼 나타난다. 이를 빛의 분산이라고 한다.

대표적인 예가 무지개다. 태양의 고도가 낮고, 한쪽에서는 비가 오거나 공기 중에 물방울이 떠있으며, 다른 한쪽에는 햇빛이 날 때 태양을 등지고 서면 반원형의 무지개를 볼 수 있다. 공기 중에 떠있는 수천-수만개의 작은 물방울은 프리즘 역할을 한다. 빛이 물방울을 통과한 후 여러가지 색깔로 분리돼 나타난 것이 바로 무지개다.

검은 도화지에 붙인 미세한 유리구슬은 공기 중에 떠있는 물방울과 같은 역할을 한다. 불빛을 도화지에 가까이 하거나 해를 등진 채 도화지를 들고 보면 도화지에 붙어 있는 유리구슬에서 빛이 분산돼 무지개가 나타나는 것이다.

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2003년 08월 과학동아 정보

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