김민성1, 강남화*2

1정현고등학교

2한국교원대학교 물리교육과

nama.kang@gmail.com 

Abstract :

일반계 고등학교 교육 현장에서 활용할 수 있는 현대 물리학 관련 실험 실습 활동은 많이 개발되어 있지 않다. 마이켈슨 간섭계는 상대성 이론의 발전 과정에서 중요한 역할을 하였으며, 최근에도 그 핵심 원리가 중력파 관측에도 활용되어, 학생들에게 물리학에 대한 호기심과 흥미를 유발할 뿐만 아니라 물리학의 유용성도 체험할 수 있는 실험 주제이다. 기존의 마이켈슨 간섭계 실험 도구는 가격이 비싸고 광학 부품이 많으며 정밀한 조작이 필요하여 일반계 고등학교에서 제한된 예산과 수업 시수 안에서 교육 목적을 달성하기가 쉽지 않다. 본 연구는 일반계 고등학생들을 대상으로 교육 현장에서 손쉽게 적용할 수 있는 마이켈슨 간섭계 실험 방법을 제시하고자 진행되었다. 주차보조용 볼록거울과 슬라이드글라스, 5mW 레이저 포인터를 이용하여 교육용 마이켈슨 간섭계 실험 방법을 개발하였고, 이를 이용하여 일반계 고등학교 물리학I 수강 학생을 대상으로 마이켈슨 간섭무늬를 관찰하고 공기굴절률을 변화시켜 그 의미를 파악하는 실험 수행평가를 실시하였다. 본 발표에서는 실험 설계와 방법, 학생들의 수행 결과를 소개한다.

Keyword :

마이켈슨 간섭계, 실험, 고등학교 물리, 간섭무늬