아이들은 그림자를 설명할 수 있기 훨씬 전부터 그림자를 알아챕니다. 그림자는 길을 걷는 아이를 따라오고, 저녁이면 길어지고, 구름 밑에서는 사라집니다. "왜?"라는 아주 좋은 질문에는 말보다 실험으로 답하는 편이 낫습니다.
이 글은 4세부터 11세 정도의 아이를 위한 빛과 그림자 실험을 모았습니다. 필요한 것은 손전등, 집에 있는 물건 몇 가지, 그리고 나중에 쓸 막대기와 햇빛뿐입니다. 어떤 좋은 실험에서나 마찬가지로 습관은 하나입니다. 먼저 예측하고, 해 보고, 무슨 일이 일어났는지 설명하기.
준비물
- 손전등 또는 휴대전화 불빛. 작은 책상 조명도 괜찮습니다.
- 어둑한 방과 탁자 또는 비어 있는 바닥. 완전히 어두울 필요는 없습니다.
- 몇 가지 물건: 나무나 플라스틱 블록, 장난감 인형, 물을 담은 컵, 투명한 플라스틱 병, 유산지 한 장, 판지 한 조각, 숟가락.
- 그림자 끝을 표시할 테이프 또는 연필과 종이.
불을 켜기 전에 규칙 하나. 손전등은 물건을 향하게 하고, 누구의 눈에도 비추지 않습니다.
긴 그림자, 짧은 그림자
블록을 바닥에 세우고, 조금 떨어진 바닥에 손전등을 블록 쪽으로 향하게 눕혀 놓습니다. 블록 뒤의 그림자를 봅니다. 이제 아이에게 예측해 보게 합니다. "손전등을 높이 들면 그림자가 더 길어질까, 더 짧아질까?"
그런 다음 불빛을 천천히 움직이며 함께 지켜봅니다.
| 손전등의 위치 | 그림자의 모습 |
|---|---|
| 낮게, 거의 바닥에 닿게 | 길게, 블록 뒤로 멀리 뻗습니다 |
| 중간 높이 | 더 짧아집니다 |
| 높게, 블록 거의 바로 위 | 아주 짧게, 블록 아래쪽에 모입니다 |
| 왼쪽으로 옮기면 | 그림자가 오른쪽으로 돌아갑니다 |
여기서 두 가지를 알게 됩니다. 그림자는 언제나 빛의 반대쪽에 생깁니다. 그리고 빛이 낮을수록 그림자가 길어집니다. 그림자마다 끝에 테이프를 붙여 표시한 다음, 아이에게 그림자가 부모가 고른 표시까지 닿도록 손전등을 놓아 보게 하세요. 이렇게 거꾸로 해 보는 것은 더 어렵고, 아이가 원리를 정말 이해했는지 알려 줍니다.
그림자는 무언가가 가로막아서 빛이 닿지 못하는 자리일 뿐입니다. 이렇게 물어보세요. "손전등이 널 못 보게 하려면 어디에 숨어야 할까?" 아이들은 이 설명을 스스로 찾아내곤 합니다.
어떤 물건이 빛을 통과시킬까?
여섯에서 여덟 가지 물건을 모아서, 실험하기 전에 함께 세 무더기로 나눠 봅니다.
- 빛이 통과한다: 건너편이 또렷하게 보입니다. 물컵, 투명한 병, 비닐봉지.
- 빛이 조금 통과한다: 빛은 지나가지만 건너편이 흐릿하게 보입니다. 유산지, 휴지, 얇은 천.
- 빛이 통과하지 않는다: 블록, 판지, 책, 숟가락.
그다음 물건마다 차례로 손전등을 비추고 그림자를 봅니다. 어두운 그림자일까, 옅은 그림자일까, 거의 없을까요? 그림자가 뜻밖이라면 그 물건을 다른 무더기로 옮겨 줍니다.
물컵은 아이들이 가장 좋아할 때가 많습니다. 그림자가 옅고, 그 안에 밝은 점이나 선이 보이는 경우가 많은데, 물이 빛의 일부를 한곳에 모으기 때문입니다. 속이 훤히 보이는데도 컵이 왜 그림자를 만드는지 아이에게 물어보세요. 투명한 물건도 빛을 조금은 막기 때문입니다.
이어서 이런 질문도 좋습니다. "방은 밝게 두면서 밖에서는 안이 안 보이게 하는 커튼으로는 어떤 걸 쓸까?" 가운데 무더기가 갑자기 할 일이 생깁니다.
벽 위의 그림자 쇼
아이가 그림자의 성질을 알게 되면 직접 쇼를 해 보게 하세요. 판지로 간단한 모양을 오려 막대에 붙이고, 손전등 불빛 아래에서 빈 벽이나 흰 천 앞에서 움직입니다.
방금 배운 것을 써 보는 도전 과제입니다.
- 거인 만들기: 모양을 손전등 쪽으로 옮기면 그림자가 커지고, 벽 쪽으로 옮기면 작아집니다.
- 색 더하기: 모양에 구멍을 내고 색이 있는 투명한 플라스틱이나 얇은 색종이를 테이프로 붙입니다. 통과한 빛에 색이 입혀집니다.
- 손 인형: 손가락 두 개로 귀를 만든 토끼는 언제나 인기입니다.
마당의 해시계
맑은 날에는 실험을 밖으로 옮기고, 해가 손전등이 됩니다.
- 곧은 막대기를 땅에 꽂거나, 햇빛이 드는 창턱의 종이 위에 점토 덩어리로 연필을 똑바로 세웁니다.
- 아침에 그림자 끝을 돌멩이나 분필 선으로 표시합니다.
- 한 시간쯤 지날 때마다 돌아와서 표시를 하나씩 더합니다. 시각을 종이에 적거나 소리 내어 말하고, 돌멩이마다 놓인 자리를 아이가 기억하게 합니다.
- 매번 가기 전에 물어봅니다. "이번에는 그림자가 어디쯤 있을까? 더 길까, 더 짧을까?"
오후가 되면 부채꼴로 늘어선 표시가 생깁니다. 해가 하늘을 가로질러 움직이기 때문에 그림자도 움직이고, 해가 가장 높이 뜨는 한낮 무렵에 가장 짧아집니다. 블록 위로 높이 든 손전등과 같은 원리입니다. 다음 날 표시해 둔 시각에 그림자가 같은 돌멩이 위에 오는지 확인해 보세요. 그렇다면 아이는 막대기로 시계를 만든 것입니다.
모두에게 그림자를 보고, 해는 보지 말라고 일러 주세요. 해를 똑바로 쳐다보면 안 됩니다.
Dologi의 공간 주제에는 "빛줄기"와 "거울 돌리기" 퍼즐이 있습니다. 손전등에서 나온 빛을 따라가고, 거울이 빛을 어디로 보내는지, 어떤 물건이 빛을 막는지 알아봅니다. 빛이 갈 수 있는 곳과 갈 수 없는 곳에 대해 같은 방식으로 생각하는 일을 작은 단계로 연습하는 것입니다.
정리하면
- 손전등, 블록, 어둑한 방이면 그림자가 빛의 반대쪽에 생기고 빛이 낮을수록 길어진다는 것을 알 수 있습니다.
- 물건을 빛이 통과하는 정도에 따라 나누고, 무더기마다 손전등으로 확인합니다.
- 벽 위의 그림자 쇼는 규칙을 놀이로 바꿉니다. 가까이 가면 거인이 됩니다.
- 햇빛 속 막대기는 해시계가 됩니다. 한 시간마다 그림자를 표시하고, 다음 표시를 예측하고, 해 자체는 절대 쳐다보지 않습니다.