UV매직비즈

20    년    월    일     요일   시간 :                날 씨 :            장   소 :

학 교   학년   반    번   이  름 :

태양 속 자외선을 보면 신기하게 색이 변하는 UV매직비즈를 이용하여 태양광에 대하여 알아보고, 예쁜 장식물을 만들어 봅시다.

[생각해보기]

♥ 태양광을 프리즘에 통과하여 보면 어떻게 나누어지는지 알아봅시다.

[ 준비물 ] UV매직비즈(원형), UV매직비즈(별), 세무끈, 핸드폰고리

가위, 선크림(가능하면)

[ 핸드폰장식 ]

1. 세무끈을 총 길이 24cm로 잘라 반으로 접습니다.

2. 그림과 같이 반으로 접힌 부분에서 약 1cm 떨어진 곳을 묶습니다.

매듭을 지을 때 두 끈을 한번에 묶지 말고, 한쪽 가닥으로 고리를 만든 다음 다른쪽 가닥을 넣어 매듭지으면 더 예쁩니다.

3. UV매직비즈를 아래에서 위로 끼워줍니다.

4. 비즈 아랫부분을 다시 묶어 고정시킵니다.

5. 만들어진 고리에 핸드폰고리를 끼웁니다.

[팔찌 만들기]

1. 세무끈을 총 길이 24cm로 자릅니다.

2. 끈에 UV매직비즈를 차례로 끼웁니다.

다른 쪽 끝으로 비즈들이 빠지지 않도록 살짝 묶어두거나, 잘 잡습니다.

3. 한쪽 끝을 다른 끈에 돌려 한번만 묶습니다.

4. 묶이지 않은 끈도 다른 끈에 돌려 한번만 묶습니다.

5. 손목에 건 다음 매듭을 양쪽으로 잡아 당겨 크기를 조절합니다.

[확인학습]

1. UV매직비즈를 실내와 해가 드는 창가에서 색의 변화를 관찰하여 봅시다.

	해가 들지 않는 곳	해가 드는 곳
실내에서(창닫고)	(어두운곳)	(창가)
실외에서	(그늘)	(직사광선)

2. UV매직비즈를 야외의 그늘과, 해가 내리쬐는 곳에서 색의 변화를 관찰하여 봅시다.

[실험 결과]___________________________________________________________________________

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내 자외선 차단 크림	제품명 :	자외선차단지수(SPF) :
	해가 들지 않는 곳	해가 드는 곳
크림을 바른직후	(그늘)	(직사광선)
30분 후	(그늘)	(직사광선)

3. 자외선 차단 크림이 있다면 비즈 중 1~2개에 바른 다음 햇빛에 나가서 구슬의 색 변화를 관찰하여 봅시다.

[실험 결과]___________________________________________________________________________

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{참고} 자외선 차단지수(SPF) : 이 지수는 자외선을 차단하는 시간(분단위)을 나타내는 숫자입니다. 예를 들어 SPF 15 인 자외선 차단크림이 있다면 이 크림은 바른 후 15분까지 자외선을 차단 할 수 있는 크림입니다. 그 시간이 지나면 다시 발라주어야 효과가 있습니다.

[ 원리 학습 ]

우리에게 없어서는 안 될 에너지의 근원인 태양광선. 이 속에는 보이지 않는 광선이 두 가지 숨어있는데 그 중 하나가 바로 자외선(紫外線, Ultra Violet rays, UV)입니다.

자외선은 보라색 보다 짧은 파장(397~10 nm)을 가진 보이지 않는 광선을 칭하는 것으로 화학작용이 강하여 화학선이라 불리기도 합니다.

표백작용 : 자외선은 표백작용이 강해 햇빛에 색깔옷 등을 오래 두면 색이 바랩니다.

살균작용 : 대장균, 이질균 등의 균을 자외선에 쪼이면 99%가 죽습니다. 이불, 행주 등은 햇빛에 말리는 것이 좋습니다.

피부 : 자외선은 피부를 그을리게 하여 검게 만들거나, 심하면 화상을 입게도 합니다. 또 피부의 세포를 변화시켜 해를 줄 수 있습니다.(예를 들면 피부암 등)

비타민D의 활성화 : 우리가 음식을 먹어 섭취한 에르고스테롤을 몸속에서 비타민 D로 바꾸어 주는 역할을 합니다. 우리 몸에 비타민 D가 부족하면 구루병에 걸리게 됩니다.

성충권에 있는 오존층은 자외선을 일부 흡수하고, 막아주어 사람을 비롯한 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 하고 있습니다. 대기오염이 심해지면서 대기 중 오존층이 파괴되면 지표면에 도달하는 해로운 자외선의 양이 증가하여 사람에게 좋지 않은 영향을 주게 됩니다.

자외선 차단 크림이나 선글라스 등은 필수품이 되겠지요.

오늘 사용한 비즈는 이 자외선에 반응하여 자외선이 강하면 진하게, 약하면 흐리게 색이 변하는 약품을 넣어 만든 플라스틱 비즈입니다. 언제 어디서든 자외선을 체크할 수 있는 멋진 장식물이 되겠지요? 보이지 않지만 늘 옆에 있는 태양의 힘을 느껴보세요.

[ 느낀점 ]

■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	UV 매직 비즈			실험 원리	UV의 이해와 응용장식 만들기
실험 시간	40분	실험 분야	지구	실험 방법	개별 실험
세트구성물	UV매직비즈(원형), UV매직비즈(별), 세무끈, 핸드폰고리
교사준비물				학생준비물	가위, 선크림(가능하면)
실험 결과	열쇠고리(핸드폰고리)또는 팔찌 중 1개를 만들어 갑니다.
실험팁	TIP 1. 열쇠고리(핸드폰고리)나 팔찌 중 1개를 선택하여 만드는 실험입니다. TIP 2. 그 외에도 주어진 비즈와 끈을 가지고 어떤 모양의 장식물을 만들어도 무방합니다.(목걸이 등) TIP 3. 단순한 색 변화에 신기해하지 않고, 태양광선 속의 보이지 않는 자외선에 대하여 신기해 할 수 있도록 지도하여주세요.

[생각해보기]

♥ 태양광을 프리즘에 통과하여 보면 어떻게 나누어지는지 알아봅시다.

[확인학습]

1. UV매직비즈를 실내와 해가 드는 창가에서 색의 변화를 관찰하여 봅시다.

	해가 들지 않는 곳	해가 드는 곳
실내에서(창닫고)	(어두운곳)흰색	(창가)파스텔톤의 색으로 변합니다.
실외에서	(그늘)파스텔톤의 색	(직사광선)진한 색으로 변합니다.

2. UV매직비즈를 야외의 그늘과, 해가 내리쬐는 곳에서 색의 변화를 관찰하여 봅시다.

[실험 결과] 실내에서는 창을 닫고 해가 들지 않는 곳에 있으면 자외선이 완전히 차단되며, 창가에 서면 약간의 자외선이 들어온다는 사실을 알 수 있습니다. 실외에서는 해가 없는 그늘일지라도 약간의 자외선은 있으며, 해가 내리쬐는 곳은 당연히 자외선이 강한 것을 알 수 있습니다.

1. 실내에서는 자외선을 완전히 차단 할 수 있다.

2. 창을 닫아도 자외선은 들어온다.

3. 실외에서는 그늘이라도 자외선은 있다.

내 자외선 차단 크림	제품명 :	자외선차단지수(SPF) :
	해가 들지 않는 곳	해가 드는 곳
크림을 바른직후	(그늘)선크림 바른 비즈는 흰색	(직사광선)흰색
30분 후	(그늘)색이 약하게 변함	(직사광선)색이 진하게 변함

3. 자외선 차단 크림이 있다면 비즈 중 1~2개에 바른 다음 햇빛에 나가서 구슬의 색 변화를 관찰하여 봅시다.

[실험 결과] 자외선 차단 크림의 차단지수에 써있는 시간이 지나면 자외선을 차단하는 기능을 잃게 되므로, 자주 발라주어야 합니다.

{참고} 자외선 차단지수(SPF) : 이 지수는 자외선을 차단하는 시간(분단위)을 나타내는 숫자입니다. 예를 들어 SPF 15 인 자외선 차단크림이 있다면 이 크림은 바른 후 15분까지 자외선을 차단 할 수 있는 크림입니다. 그 시간이 지나면 다시 발라주어야 효과가 있습니다.

자외선 [紫外線, ultraviolet rays]

1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 자외선이 가지는 사진작용[感光作用]에서 처음 발견하였다. 자외선은 파장이 약 397∼10nm인 전자기파의 총칭으로서, 극단적으로 파장이 짧은 자외선은 x선과 거의 구별되지 않는다. 적외선을 열선이라고 하는데 대응하여 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다. 또 파장의 길이에 따라 근자외선(파장 290nm 이상), 수정범위(水晶範圍)의 자외선(수정을 투과하는 290∼190nm), 슈만선(190∼120nm), 라이만선(120∼60nm), 밀리컨선(60nm 이하) 등으로 세분하거나, 190nm 이하의 파장을 가지는 자외선을 원자외선(遠紫外線)이라고도 한다.

자외선 복사의 종류

태양은 광범위한 스펙트럼을 가진 파장으로 에너지를 방출한다. 가시광선의 파란색이나 보라색 광선보다 더 짧은 파장을 가진 자외선 복사는 살갗을 태우고 건강에 해로운 영향을 준다. 성층권에 존재하는 오존층은 대부분의 해로운 자외선이 지구상의 생명체에 도달하는 것을 막아준다. 그러나 성층권의 오존층이 얇아지면 지표에 도달하는 자외선 복사량이 증가한다.

과학자들은 UVC, UVB, UVA 세 가지 종류로 UV 복사를 분류했다. 성층권 오존층은 이러한 종류의 UV를 모두 흡수하는 것이 아니라 일부분을 흡수한다.

UVA (320-400 nm) - 오존층에 흡수되지 않는다.

UVB (280-320 nm) - 대부분은 오존층에 흡수되지만, 일부는 지표면에 도달한다.

UVC (100-280 nm) - 오존층에 완전히 흡수된다.

UVA와 특히 UVB는 피부 표면을 침투하여 건강에 나쁜 영향을 일으킬 수 있다. 자외선 복사 강도는 많은 요인들에 의해 좌우된다.

자외선에 대한 오존층의 역할

지상으로부터 약 13∼50km 사이의 성층권에 있는 오존층은 태양광선 중 자외선을 차단함으로써 사람을 비롯한 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 하고 있다. 오존층이 파괴되어 자외선을 차단하는 능력이 떨어지게 되면 지표면에 도달하는 자외선 B의 양은 증가한다. 따라서 대기오염이 심해지면서 대기 중 오존의 양이 감소하면 지표면에 도달하는 자외선 B의 양이 증가하여 사람에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

자외선의 작용과 이용

자외선은 화학작용 ·생리작용이 크며, 사진건판을 강하게 감광시킨다. 표백작용이 강하므로 안료 ·염료 등은 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 색이 바랜다. 또, 피부가 햇볕에 그을리게 되는 것도 자외선의 화학작용에 의한 것으로서, 파장 325∼290nm의 범위에 있는 자외선은 이 작용[紅斑作用]을 뚜렷하게 나타낸다. 더욱이 자외선에는 살균작용이 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1cm2 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽는다. 그런데 물은 비교적 자외선을 잘 투과시키므로, 예를 들면 우물물의 살균, 소독에는 자외선 조사가 효과가 있지만, 자외선에 불투명한 식기 ·의류 등에서는 표면살균만 된다.

화학 ·생리작용으로서는 그 밖에 구루병(비타민 D2결핍증)을 방지하는 작용이 알려져 있는데, 그것은 체내에서 에르고스테롤(프로비타민 D2)이 자외선에 의해 비타민 D2로 변하기 때문이다. 자외선은 가시광선보다도 파장이 짧으므로 형광작용 ·광전작용도 강하다. 그 중 형광작용은 형광등에 널리 이용되고 있으며, 곰팡이의 검출, 보석류의 감정, 선광(選鑛) 등에 응용된다. 또 물질의 자외선에 대한 반사율은 가시광선에 대한 반사율과는 다르므로, 물질에 자외선을 비추어 사진을 찍으면 가시광선에 의한 것과는 다른 모양이 나타난다. 이 현상은 자외선사진법으로서, 고문서(古文書)의 감정이나 범죄수사 등에 이용되고 있다. 또한 자외선의 응용으로는 자외선현미경 등이 있다