Page 80 - 연구활동 Guide Book Ⅰ

인천고등학교

3. 과학 탐구 활동 자료

가 멀어지는 것과 작아지는 것은. ?
1) 목적 및 필요성
우주는 멈춰 있지 않고 생성 소멸이 계속해서 역동적으로 일어나고 있으며 우주를 ,
구성하고 있는 별들도 정지해 있지 않고 계속해서 움직이고 있다 우리는 이러한 우.

주의 한 구성원으로 지구에 살고 있다 인류 역사 이래로 인간은 우주의 시간적인 . ‘
시작은 언제인가?’,‘ 우주의 공간적인 크기는 얼마일까?’ 라는 의문을 계속 가져왔
고 현재도 이러한 의문을 해결하기 위해 노력하고 있다 현재 과학에서 우주의 시간.
적인 시작에 대해서는 빅뱅설 이 우주의 공간적 니 크기에 대해서는 우주팽창‘ ’ , ㅇ ‘
설 이 정설로 여겨지고 있다’ .

본 활동에서는 별의 스펙트럼의 적색편이 현상이 어떻게 우주의 팽창의 증거로 이
용될 수 있는지 도플러 효과를 통해 경험해보고 이를 바탕으로 수소 스펙트럼의 적
색편이 현상에 대하여 이해할 수 있도록 한다 본 활동을 통해 데이터의 수집과 분.
석 방법 적용 능력을 향상시킬 수 있다, .

2) 도플러 (Doppler effect)
잔잔한 호수의 중앙에서 물방개가 제자리에서 움
직이지 않고 일정한 진동수로 물장구를 친다면 이
때 발생하는 수면파의 속력은 모든 방향으로 같으
므로 동심원의 모양으로 생기게 된다 이번에는 물.

방개가 물장구를 치면서 한 쪽 방향으로 이동하는
경우를 생각해 보자 그림에서 파원을 물방개로 가.
정한다면 현재 물방개는 오른쪽으로 움직이고 있
다 이제 파동의 형태는 찌그러져 더 이상 동심원.
을 그리지 않는다 가장 밖에 있는 파도의 중심은 .

물방개가 그 원의 중심에 있을 때 만든 것이다 그 .
[ 파원이 오른쪽으로 이동 ]
다음 작은 원의 파동은 작은 원의 중심에 있을 때
만든 것이고 이는 계속해서 반복되며 결국 원형 파동의 중심은 오른쪽으로 이동하게
된다 이런 이유로 비록 물방개가 처음과 같은 진동수로 물장구를 쳐도 같은 시간 .
간격동안 점을 지나는 파동의 숫자보다 점을 지나는 파동의 숫자가 많아지게 된A B

다 다시 말해 점에서 관측되는 파동으 진동수가 점에서 관측되는 파동의 진동수. B A
보다 크게 된다 즉 파원과 관측자가 가까워지는 경우에는 실제의 진동수보다 더 큰 .
진동수로 관측되고 서로 멀어지는 경우에는 더 작은 진동수로 관측된다 이와 같이 , .
파원과 관측자의 상대적인 운동으로 인하여 관측되는 진동수가 달라지는 현상을 도
플러 효과라고 한다 자동차가 사이렌을 울리면서 우리 앞으로 다가올 때 소리가 높.

게 들리다가 차가 관측자를 지나쳐 멀어지면 소리가 낮게 들리는 것도 바로 도플러
효과 때문이다.

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