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2. 비댓 금지입니다! ★★★★★
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지구과학 선생님들!! 안녕하세요.
중2 3단원 태양계를 가르치고 있습니다.
지구 크기를 구할 때 에라토스테네스의 가정처럼,
태양빛은 사방으로 퍼지지만 지구와 태양의 거리는 매우 멀기 때문에 지구로 입사하는 태양빛은 평행하다고 가정한다고 설명하였습니다. 그리하여 엇각의 성질로 지구중심각을 구할 수 있었습니다 (꽤 중요한 가정이라고 생각합니다)
그러나 일식과 월식 수업 준비를 하는데,
햇빛이 평행하게 입사되지 않고
태양-달-지구 (일식) 의 위치 관계에 있을 때
태양빛이 점점 좁혀들어가 본그림자 지역이 생기게 되고,
또 태양빛이 퍼져 반그림자 지역이 생기게 됩니다.
월식일 때도 태양-지구-달일 때 태양빛이 지구로 입사하는 빛은 평행하지 않구요..
일식과 월식도 마찬가지로 지구(혹은 달)와 태양의 거리는 매우 멀텐데 입사하는 빛의 각도가 왜 다른지 궁금증이 생겼습니다.
지구 크기 구할 땐 평행하다고 가정하여도 된다고 해 놓고 일식과 월식 땐 햇빛이 입사하는 각도가 다르다고 하여야 한다니..
학생들이 인지갈등을 느껴 질문할 것도 같아
어떻게 말을 덧붙이면 좋을지 지구과학 선생님들의 고견을 묻습니다.
어떤 영상에서는 중2수준이 아니라고 하더라구요.
답변을 남겨 주시면 감사드리겠습니다. 🥹
첫댓글 태양은 크고 가까이 있어서 면광원입니다
그래서 기본적으로 평행광으로 지구에 입사합니다
그런데 당연하게도 빛은 방사형으로 퍼지기 때문에 점광원의 성질을 가지기도 하죠
평소에는 면광원으로 지구에 영향을 주지만, 일식처럼 면광원의 성질이 제한된 경우 점광원처럼 작용한다고 볼 수 있을 거 같아요
책에 나온 내용이 아니라 제 생각이라 틀릴 수 있습니다
그런데 벌써 3단원 나가시나요..? 엄청 빠르네요
@화이팅!!!! 답변 남겨주셔서 감사합니다 !!
우리학교가 첫 진도를 3단원으로 시작하여 그렇습니다 !! ㅎㅎ
혹시 회절 때문일까요? 저도 중2 수업을 올해 들어가는데 궁금하네요
편의상 거의 평행하게 도달한다고 할 뿐, 실제로 태양빛이 완전 평행하게 오지는 않습니다.(단순히 생각해봐도 완전 평행하려면 태양 자체가 구형이 아니고 평면이어야하며, 빛이 태양 표면에서 방출될 때 오로지 면상에 수직으로만 방출되어야됩니다.)
태양빛은 거의 평행하다고 근사할 수 있을 뿐이지, 실제로는 그렇지 않고 작은 각도차이가 있고... 이러한 각도차이에 의한 빛의 경로의 차이는 거리가 증가할수록 커집니다(아래 첨부 사진 참고).
예전에 수업자료 수집하면서 어디선가 저장한 자료인데... 구글링하면 나올듯 합니다. 일단 첨부해드립니다.
그리고 거리가 멀수록 빛의 경로차이가 증가한다는 것은 이 첨부사진으로도 설명 가능합니다.
어떠한 물체에 의해 그림자가 드리워질 때, 그 그림자가 닿는 곳이 물체와의 거리가 멀어질수록 차이가 크게 발생합니다.
그래서 그림자가 먼 곳에 투영될수록 그림자 가장자리가 흐릿해지고 뚜렷하지 않은 것이지요.
첨부된 사진과 같이 실제 지구 표면에서도 태양빛에 의한 그림자 테두리 부분의 그림자 차이로 일식과 월식의 원리를 쉽게 확인할 수 있습니다.
바로 위에 언급하였듯, 월식의 경우... 처음에는 태양빛의 경로 차이에 의한 옅은 그림자(penumbra)의 두께는 얇지만... 거리가 멀어질수록 그 차이는 점차 증가되어져 달에 닿을때는 그 면적이 넓어집니다.
일식의 경우도 마찬가지입니다.
달에 의한 그림자도 달로부터 멀어질수록 태양빛의 경로차이가 점차 커지면서 부분식과 개기식이 일어나는 영역의 면적 차이가 커지게 되지요.
제 생각에는 태양빛은 평행하게 들어오지 않는게 맞고, 에라토스테네으는 그래서 기하학으로 접근하기위해 '가정'을 한거에요 그래야 태양빛이 막대기를 지나 지구중심을 잇는 직선으로 표시되고 엇각을 사용할 수 있기때문이에요
고견 남겨주셔서 감사합니다 선생님들!! 찬찬히 읽어보겠습니다 😌 !!!