과학놀이터 12. 형형색색 나비 만들기
과학놀이터 10에서 이야기드렸던 양초 실험의 2탄을 지난 시간에 알려드렸습니다. 실험을 해보셨나요? 길이가 다른 생일 초 2개를 세웠을 때, 어는 것이 먼저 꺼졌나요? 여러분의 예상과 같았나요, 달랐나요? 정답은 양초 실험의 결과를 알려드린 것을 떠올린다면, 너무 쉽게 맞출 수 있습니다. 바로 길이가 긴 양초가 먼저 꺼지죠! 이산화탄소가 덮은 컵의 위쪽(바닥) 부분부터 부딪혀 내려오니, 당연히 길이가 긴 초의 주변에 산소가 먼저 차단되어 꺼지게 되는 것입니다. 만약 실험을 반대로, 즉 넣은 수조(큰 그릇)에 양초 2개를 세워두고 수조에 이산화탄소를 부어준다면, 길이가 짧은 양초가 먼저 꺼집니다. 이유는 뭘까요? 그렇습니다. 이산화탄소는 공기보다 무겁기 때문에 가라앉게 되죠. 그래서 길이가 짧은 양초가 먼저 꺼지게 되는 것입니다. 비슷한 실험을 하나 알려드릴까요? 아이스크림을 살 때 가게에서 넣어주는 것이 있죠? 바로 드라이아이스입니다.
드라이아이스
드라이아이스는 이산화탄소 덩어리입니다. 드라이아이스 주변에서 연기처럼 피어오르는 것이 바로 이산화탄소입니다. 수조에 길이가 다른 양초 두 개에 불을 붙여 세워둔 후 드라이아이스 한 조각을 수조에 넣어둡니다. 그럼 수조에 이산화탄소가 차게 되죠. 아래부터 차오르게 됩니다. 그러면서 길이가 짧은 양초를 먼저 꺼뜨리게 되는 것입니다. ㅎㅎㅎ 아이스크림을 사 온 후에 한 번 실험해 보세요. 단 사기나 유리로 된 그릇을 사용하면 안 됩니다. 왜 그럴까요? 드라이아이스는 매우 차가운 물체입니다. 유리로 된 그릇에 드라이아이스를 넣으면 드라이아이스가 닿는 부분이 닿지 않는 부분에 비해 너무 차가워져서 수축 또는 (물이 있다면) 팽창하게 되어 균열이 일어나게 됩니다. 플라스틱이 실험하기에는 좋습니다. 간혹 변기나 세면대에 넣어 연기(이산화탄소)가 피어오르는 것을 신기하게 관찰할 때도 있는데, 이때도 변기나 세면대에 균열을 일으킬 수 있으니, 조심해야 합니다. 그냥 화장실 바닥에 버리면서 물을 끼얹으면서 관찰하는 것이 가장 좋습니다. 드라이아이스를 손으로 만지면 절대 안 됩니다!!! 동상에 걸릴 수 있습니다.
오늘은 어떤 아이들과 어떤 실험을 하면 좋을까요? 꼭 실험을 하는 게 좋을까요? ㅎㅎㅎ 실험을 할 수 있는 여건이 되지 않는다면, 실험을 머릿속으로 상상하면서 결과를 예상해보는 것도 좋습니다. 물론 실험을 하면서 예상하고, 관찰하고, 이유를 생각해보면 더욱 좋죠. 그러나 그럴 수 없을 때는 실험을 상상하면서 결과를 예측해보는 것도 매우 좋습니다. 바로 아인슈타인이 했던 방법입니다. 아인슈타인은 '사고 실험'을 했던 과학자입니다. 머릿속으로 이론을 통해 실험을 설계하고 실험 결과를 예측하는 것이죠.
그럼 오늘 실험을 소개합니다. 오늘 실험은 형형색색 나비 만들기입니다. 원래 화학이라는 학문에서는 이런 방법을 '크로마토그래피'라고 하죠. 색소를 분리할 때 사용하는 방법입니다. 우리가 사용하는 수성펜들의 색깔(색상)은 여러 가지 색깔을 합해서 만든 것입니다. 모든 색깔을 합하면 어떻게 될까요? 그렇죠. 검은색이 됩니다. 그럼 모든 빛을 합하면 어떤 색일까요? 그렇습니다. 바로 하얀색입니다. 그래서 백색광 아래에서 사물을 확인해야 정확한 색깔을 확인할 수 있는 것입니다. 물건들은 그들 고유의 색을 반사하는 것이죠. 다른 색은 다 흡수해버리고. 우리가 바나나를 노란색으로 인지하는 것은 바나나는 모든 색은 흡수해버리고 노란색만을 반사하기 때문입니다. 모든 색을 흡수해버리면 어떨까요? 검은색이죠. 모든 색을 다 반사하면? 하얀색, 백색입니다.
제가 물리학 중의 광학을 강의하고 있네요...ㅎㅎㅎ 아무튼 모든 색을 합하면 검은색, 모든 빛을 합하면 백색.
그래서 오늘은 검은색 사인펜의 색깔을 불리하는 과학놀이를 해보겠습니다.
주제: 형형색색 나비 만들기
준비물: 다양한 색의 사인펜(검은색은 꼭 준비해주세요), 컵, 커피 필터(없다면 화장지나 키친타월도 괜찮아요), 아이스크림 바(막대), 모루, 눈 모양 스티커(없으면 그려서 붙여도 됨), 풀, 가위, 물
놀이 방법
1. 커피 필터를 아래 부분을 사인펜으로 색칠하거나 선을 긋는다.
2. 색칠한 커피 필터를 물이 담긴 컵에 끝부분만 닿도록 넣습니다.
3. 커피 필터에 색깔이 분리되면 꺼내어 펼친 후 말립니다.
4. 다 마른 커피 필터 두 개를 아이스크림 바에 나비의 날개 모양으로 붙입니다.
5. 아이스크림 바에 눈 모양 스티커와 모루를 이용해 나비의 몸통을 만듭니다.
*** 이렇게 할 수 도 있어요^^
1. 커피 필터를 별 모양으로 오립니다.
2. 별 모양의 커피 필터 끝 부분(별의 뾰족한 부분)에 사인펜으로 점을 찍거나 색칠합니다.
(점은 O 정도 크기로 하면 됩니다. 더 많이 칠해도 됩니다.)
3. 접시에 물을 잔잔하게 채우고 색칠한 커피 필터를 올려놓습니다.
(접시에 물을 채우지 않고 별의 뾰족한 부분에만 물을 떨어뜨려서 실험해도 됩니다. / 다양한 방법으로 실험해보세요.)
4. 커피 필터를 삼각형, 사각형, 꽃 모양 등 다양한 모양으로 오린 후 다양한 색상의 사인펜을 이용해서 실험해봅니다.
놀이 결과
검은색 사인펜에서 다양한 색상이 번지면서 분리되는 것을 볼 수 있습니다.
1. 검은색 사인펜은 몇 가지 색으로 이루어져 있나요?
2. 검은색 사인펜에서 분리된 색깔 중 (원래 칠해 두었던 곳에서) 가장 멀리 떨어진 색깔은 무엇인가요?
3. 다른 색의 사인펜은 어떤 색깔들로 분리되나요?
