엄마가 과학을 공부하는 이유가 궁금해요?
안녕하세요. 어머니가 독립하시는 날까지 입니다.
사춘기 아들이 혼자 공부를 잘했나?부족한 부분이 있는지 엄마가 잘 알아야 본격적으로 다시 확인 작업에 들어갈 수 있겠죠?
사춘기 아들이 겨울방학 동안 혼자 중2 과학 예습을 하는 동안 엄마도 아이보다 한발 앞서가거나 뒷걸음질치며 중2 과학을 공부하는 중입니다.
지난 지구의 자전과 공전에 이어 오늘 어머니의 과학 공부는 3단원 태양계 중 마지막으로 달의 공전과 일식, 월식에 관한 내용입니다.
일식과 월식의 원리를 비교하면서 잘 이해해야 하며 정리한 후 꼭 암기해야 하는 단원입니다.
어머님 표시하시는 분들은 특히 이해해주시고 아이가 힘들 때 도와주셨으면 좋겠습니다.
달의 크기를 측정하는 방법이나 행성의 분류와 특징, 태양의 특성은 쉽게 이해하고 암기하면 되는 사항이기 때문에 저는 그냥 통과했습니다.
인터넷 강의도 듣고 유튜브 영상도 보면서 사춘기 아들이 풀어놓은 EBS 뉴런 문제도 보면서 엄마가 이해한 대로 한번 정리해봤습니다.
혹시 잘못된 부분이 있으면 알려주시면 감사하겠습니다.
달의 공전
달의 공전 방향 지구를 중심으로 → 동쪽
달의 공전 주기 약 1개월로 두 가지를 기준으로 나눌 수 있는데, 일반적으로 공전이라고 하면 항성달(27.3일)을 말한다.
항성월의 기준은 달이 지구를 중심으로 한 바퀴 돌고 제자리로 돌아왔을 때의 위치이다. 27.3일에 지구를 한 바퀴(360도) 회전하므로 하루에 약 13도씩 회전한다.
그러나 달이 지구를 중심으로 공전하는 동안 지구도 태양을 중심으로 공전하므로 달이 제자리로 돌아가도 같은 모양(보름달)으로 보이지 않는다.
따라서 같은 모양(보름달)으로 보이려면 좀 더 시간이 지나 태양-지구-달이 일직선이 돼야 한다. 그것이 바로 또 다른 달의 공전 주기인 삭망월(29.5일)이다.
즉 달의 모양을 기준으로 하는데, 삭에서 삭까지 혹은 망(보름달)에서 망까지 걸리는 시간이다. 항성달보다는 조금 더 걸린다.
달이 뜨는 시각 지구에서 매일 같은 시각에 달을 관찰하면 달은 하루에 약 13도씩 서쪽에서 동쪽으로 공전한다. 따라서 다음날 지구에서 달이 뜨는 것을 보려면 달이 이동한 만큼 지구도 더 자전해야 하는데 지구는 한 시간에 15도씩 자전하므로 13도만 자전하려면 약 50분이 더 걸리므로 달이 뜨는 시각은 매일 약 50분씩 늦어진다.
달 표면 무늬
달 무늬 (중등과학2 비상자습서)
달은 자전 주기와 공전 주기(약 1개월)가 같기 때문에 지구에서는 항상 달의 같은 면만 보인다. 따라서 달의 모양이 바뀌어도 표면 모양은 항상 일정하다.
지구에서 관찰한 달의 모습
해가 진 직후 달의 위치와 모양 변화(중등과학2 비상자습서)
달의 공전을 위해 매일 같은 시각에 달을 관측하면 달의 위치가 서쪽에서 동쪽으로 조금씩 이동하여 보이는 달의 모양도 바뀐다.
북반구에서 초저녁에 초승달은 서쪽 하늘에서, 상현달은 남쪽 하늘에서, 보름달은 동쪽 지평선 부근에서 보인다.
달의 위상 변화
EBS 중학뉴런과학 2실전책 p.33
<생각할 때 기본 원칙> 항상 남쪽을 바라보고 있고 오른쪽은 서쪽, 왼쪽은 동쪽이다.
달은 삭-상현-망-하현 순으로 위상이 반복된다.
<달의 공전과 위상 변화> 중등과학 2 교과서 (비상) P.99
태양의 반대편에 보이는 보름달은 해가 지는 순간부터 뜨고 태양이 뜰 때 지므로 가장 길게 볼 수 있는 달이다.
일식과 월식
<일식과 월식의 원리> 중등과학 2 교과서 (비상) P.101
일식(달이 태양을 가릴 때 나타나는 현상)
일식 (태양-달-지구) (중등과학2 비상자습서)
일식의 원리 태양-달-지구 순으로 일직선상에 위치하여 지구에서 태양을 볼 때 달의 그림자에 가려 해가 지는 것처럼 보이는 현상.
일식이 일어날 때 달의 모양은 깎인다.
일식의 종류 본그림자 영역에서는 아예 태양에서 오는 빛이 도달할 수 없기 때문에 달이 태양을 완전히 덮어 개기일식이 일어난다.
반영역에서는 일부 태양에서 오는 빛이 도달하는 영역이며 달이 태양의 일부만을 덮으므로 부분일식이 일어난다.
일식의 진행과 달은 서쪽에서 동쪽으로 지구 주위를 공전하므로 북반구에서 일식을 관측하면 관측자 입장에서는 태양의 오른쪽(서쪽)에서 달의 그림자에 의해 태양이 가려지기 시작한다.
※ 위 그림상의 위치는 태양 위에서 가려진다.틀리지 않도록 주의!!
달은 지구 크기의 1/4 정도로 지구에 생기는 달의 그림자는 매우 좁기 때문에 일식은 짧게 8분 정도 일어난다.
개기일식, 부분일식, 금환식(원문출처: spacetimes.co.kr)
공전궤도가 타원하기 때문에 달이 태양과 더 가까이 있을 때(태양의 시경이 달의 시경보다 클 때)에는 달이 태양을 완전히 덮지 못하고 부분만 덮어 태양의 가장자리가 고리 모양으로 관측된다. 이것을 금환식(금반지처럼 보인다)
월식(지구가 달을 덮을 때)
월식 (태양-지구-달) (중등과학2 비상자습서)
월식의 원리 태양-지구-달 순으로 일직선상에 위치할 때 지구에서 밤에 달을 볼 때 지구의 그림자 때문에 달이 갉아먹는 것처럼 보이는 현상.
태양의 밝은 부분이 지구를 향하기 때문에 망(만월)일 때 월식이 일어난다.
월식의 종류 월식은 달 전체가 지구의 본영 영역으로 완전히 들어올 때 달이 가려 붉게 보이는 현상으로 개기월식이라고 하며, 본그림자와 반영 영역에 달이 걸려 있을 때에는 달이 일부 가려 보이는 현상으로 부분월식이라고 한다.
반그림자 영역에서는 일부 빛이 있어 흐리지만 달이 가려지는 것이 아니라 보이므로 월식이라 할 수 없다.
태양광이 대기권에 들어왔을 때 청색 계열은 굴절률이 크고 지면까지 도달하며 적색 계열을 굴절률이 작아 조금만 휘어져 스쳐 달까지 도달한다. 따라서 본 그림자 영역에 있는 달은 붉은색을 받아 반사되어 밤이 되는 모든 지역에서 우리 눈에 붉게 보인다.
월식의 진행과 달은 서쪽에서 동쪽으로 지구 주위를 공전하고 관측자의 입장에서 달의 왼쪽(동쪽)에서 지구의 본그림자 속으로 들어가 가려지기 시작한다.
개기월식의 지속 시간은 일식보다 길다. 왜냐하면 달의 그림자가 지구의 그림자보다 상대적으로 크기 때문이다.
© zoltantasi, 출처 Unsplash
전에 학교 다닐 때도 이해하지 못했던 내용들을… 오늘 겨우 20년 넘게 해결하지 못한 숙제를 해결한 기분이네요.
평소 태양, 달, 별…. 별로 관심이 없었는데, 앞으로는 일식, 월식에 대해 아이와 함께 재미있게 이야기 해 볼 수 있을 것 같습니다.
다음은 생물 관련 4단원 식물과 에너지, 5단원 동물과 에너지입니다.
중2과학으로 배울 내용이 생각보다 꽤 많네요. 엄마는 대충 이해만 하면 되지만 아이들은 시험에 대비해서 암기까지 완벽하게 해야 하니까…
오늘도 나는 과학 공부를 하면서 사춘기 아들을 더 이해하고 공감해 주어야 한다고 느꼈습니다.