물리학 세특 주제예시
고등학교 · 2022 개정 교육과정 · 성취기준 18개 · 주제 53개
성취기준
- [12물리01-01] 물체에 작용하는 알짜힘과 돌림힘이 0일 때 평형을 이룸을 알고, 다양한 구조물의 안정성을 분석할 수 있다.
- [12물리01-02] 뉴턴 운동 법칙으로 등가속도 운동을 설명하고, 교통안전 사고 예방에 적용할 수 있다.
- [12물리01-03] 작용과 반작용 관계와 운동량 보존 법칙을 알고, 스포츠, 교통수단, 발사체 등에 적용할 수 있다.
- [12물리01-04] 일과 운동 에너지의 관계를 이해하고, 위치 에너지와 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있다.
- [12물리01-05] 역학적 에너지가 열의 형태로 전환될 때 에너지 총량이 변하지 않음을 설명할 수 있다.
- [12물리01-06] 열이 역학적 에너지로 전환되는 과정의 효율을 정성적으로 이해하고, 영구기관이 불가능함을 사례를 통해 논증할 수 있다.
- [12물리02-01] 전하를 띤 입자들이 전기장과 전위차를 형성하여 서로 전기적으로 상호작용함을 설명할 수 있다.
- [12물리02-02] 전기 회로에서 저항의 연결에 따라 소비 전력이 달라짐을 알고, 다양한 전기 기구에서 적용되는 사례를 찾을 수 있다.
- [12물리02-03] 축전기에서 전기 에너지를 저장하는 원리가 각종 센서와 전기 신호 입력 장치 등 실생활 제품에서 활용됨을 설명할 수 있다.
- [12물리02-04] 자성체의 종류를 알고 일상생활과 산업 기술에서 자성체가 활용되는 예를 찾을 수 있다.
- [12물리02-05] 전류의 자기 작용을 이용하여 에너지를 전환하는 장치의 원리를 알고, 스피커와 전동기 등을 설계할 수 있다.
- [12물리02-06] 전자기 유도 현상이 센서, 무선통신, 무선충전 등 에너지 전달 기술에 적용되어 현대 문명에 미친 영향을 인식할 수 있다.
- [12물리03-01] 빛의 중첩과 간섭을 통해 빛의 파동성을 알고, 이를 이용한 기술과 현상을 예를 들어 설명할 수 있다.
- [12물리03-02] 빛의 굴절을 이용하여 볼록렌즈에서 상이 맺히는 과정을 설명하고, 반도체와 디스플레이 제작 공정에서 중요하게 활용됨을 인식할 수 있다.
- [12물리03-03] 빛과 물질의 이중성이 전자 현미경과 영상 정보 저장 등 다양한 분야에 활용됨을 설명할 수 있다.
- [12물리03-04] 원자 내의 전자는 양자화된 에너지 준위를 가지고 있음을 스펙트럼 관찰 증거를 바탕으로 논증할 수 있다.
- [12물리03-05] 고체의 에너지띠 구조로부터 도체와 부도체의 차이를 알고, 반도체 소자의 원리를 설명할 수 있다.
- [12물리03-06] 모든 관성계에서 빛의 속력이 동일하다는 원리로부터 시간 팽창, 길이 수축 현상이 나타남을 알고, 이러한 지식이 사회에 미친 영향을 조사할 수 있다.
주제예시
- [12물리03-02] · 실험 볼록렌즈 초점거리 변화와 스마트폰 카메라 렌즈 구조 비교 여러 곡률의 볼록렌즈로 상이 맺히는 위치를 측정해 초점거리 공식을 검증하고, 스마트폰 카메라 모듈 속 렌즈 적층 구조가 상을 어떻게 보정하는지 조사한다. 소재: 볼록렌즈 초점거리, 스마트폰 카메라 렌즈 (볼록렌즈 초점거리, 상 맺힘 위치, 스마트폰 카메라 렌즈, 렌즈 적층 구조, 굴절 측정)
- [12물리01-02] · 조사 자전거 급가속·급제동 구간의 속도와 에너지 변화 추적 자전거 바퀴에 부착한 센서로 급가속 구간의 등가속도 운동을 기록하고, 이어지는 급제동 구간에서 운동 에너지가 어떻게 소실되는지 위치·속도 데이터로 비교한다. 소재: 자전거 속도 센서, 운동 에너지 소실 (자전거 속도 센서, 급가속 구간, 급제동 구간, 운동 에너지 소실, 위치·속도 데이터)
- [12물리03-01] · 실험 레이저 간섭계 원리와 스펙트럼선 관찰을 통한 파동성 통합 탐구 간이 레이저 간섭계를 만들어 빛의 중첩으로 생기는 간섭무늬 간격을 측정하고, 같은 레이저 광원의 스펙트럼선을 분광기로 관찰해 에너지 준위와 파동성을 함께 설명한다. 소재: 레이저 간섭계, 스펙트럼선 관찰 (레이저 간섭계, 간섭무늬 간격, 스펙트럼선 관찰, 에너지 준위, 파동성 통합)
- [12물리02-05] · 실험 전동기와 발전기 겸용 모형으로 본 에너지 전환의 양방향성 코일-자석 모형을 전동기로 회전시켰다가 반대로 축을 손으로 돌려 발전기처럼 작동시켜 전류 방향 변화를 측정하고, 전자기 유도가 무선충전 등에 응용되는 사례를 조사한다. 소재: 마찰 정전기 발생, 간이 축전기 저장 (코일-자석 모형, 전동기·발전기 겸용, 전류 방향 측정, 전자기 유도 응용, 무선충전 사례)
- [12물리01-03] · 실험 탄성 충돌 구슬의 운동량과 에너지 전환 동시 검증 뉴턴의 요람 구슬 충돌 장치로 운동량 보존과 위치·운동 에너지 전환을 함께 측정하고, 충돌 후 튀어 오르는 높이로 역학적 에너지 손실 여부를 판단한다. 소재: 뉴턴의 요람, 역학적 에너지 손실 (뉴턴의 요람, 구슬 충돌, 운동량 보존, 튀어 오르는 높이, 역학적 에너지 손실)
- [12물리02-03] · 실험 터치스크린 정전용량 센서의 축전기 원리 재현 간이 평행판 축전기를 만들어 극판 간격에 따른 전기 용량 변화를 측정하고, 스마트폰 터치스크린이 손가락 접촉을 감지하는 축전기 원리와 연결한다. 소재: 평행판 축전기, 터치스크린 센서 (평행판 축전기, 극판 간격, 전기 용량 측정, 터치스크린 센서, 손가락 접촉 감지)
- [12물리03-04] · 실험 형광등과 네온사인 스펙트럼 관찰로 확인하는 에너지 준위 분광기로 형광등·네온사인 등 여러 기체 방전등의 선스펙트럼을 관찰·기록하고, 특정 파장에서만 빛이 나오는 이유를 전자의 양자화된 에너지 준위로 논증한다. 소재: 분광기 관찰, 기체 방전등 스펙트럼 (분광기 관찰, 기체 방전등 스펙트럼, 선스펙트럼 기록, 에너지 준위 논증, 파장 분석)
- [12물리03-01] · 관찰 비눗방울 막의 색 간섭무늬로 확인하는 빛의 파동성 비눗방울 막이나 얇은 기름막에서 나타나는 무지개색 간섭무늬를 관찰·촬영하고, 막 두께에 따라 색이 달라지는 패턴을 빛의 중첩 원리로 설명한다. 소재: 비눗방울 막, 색 간섭무늬 (비눗방울 막, 색 간섭무늬, 막 두께 변화, 빛의 중첩, 파동성 관찰)
- [12물리01-02] · 실험 빗면 위 블록의 가속도와 마찰열 발생 관계 실험 빗면에서 블록을 미끄러뜨리며 등가속도 운동 구간의 가속도를 측정하고, 표면 재질을 바꿔가며 마찰로 발생하는 열의 정도가 가속도 감소와 어떤 관계인지 비교한다. 소재: 빗면 블록 실험, 마찰열 발생 (빗면 블록 실험, 가속도 측정, 표면 재질 변경, 마찰열 발생, 가속도 감소)
- [12물리02-03] · 실험 카메라 플래시 축전기 방전과 전동기 순간 구동 비교 축전기에 저장된 전기 에너지를 한 번에 방전시켜 소형 전동기를 순간 구동시키고, 축전기 용량에 따라 전동기가 회전하는 시간이 어떻게 달라지는지 측정한다. 소재: 축전기 순간 방전, 소형 전동기 구동 (축전기 순간 방전, 소형 전동기 구동, 축전기 용량 변화, 회전 지속 시간, 전기 에너지 전달)
- [12물리01-02] · 실험 자동차 추돌 시뮬레이션으로 본 감속과 운동량 전달 장난감 자동차 두 대의 추돌 실험에서 충돌 전 등가속도 구간의 속도를 산출하고, 충돌 순간 운동량이 어떻게 전달되는지 측정해 후방 추돌 방지 거리 기준을 제안한다. 소재: 장난감 자동차 추돌, 추돌 방지 거리 (장난감 자동차 추돌, 등가속도 구간, 운동량 전달, 충돌 속도 측정, 추돌 방지 거리)
- [12물리02-06] · 실험 무선충전 패드의 전자기 유도 효율 실험 코일 두 개를 마주 세워 무선충전 패드처럼 전자기 유도로 전력을 전달시키고, 코일 간 거리와 정렬 상태에 따라 유도 전류 세기가 달라지는 정도를 측정한다. 소재: 무선충전 코일, 유도 전류 세기 (무선충전 코일, 전자기 유도, 코일 간 거리, 유도 전류 세기, 정렬 상태)
- [12물리02-01] · 실험 정전기 대전 물체 주변 자성체의 반응 여부 비교 실험 대전된 물체 주위에 강자성체·비자성체를 각각 두어 전기적 상호작용과 자기적 반응이 서로 독립적인 현상임을 확인하고, 두 힘의 작용 범위 차이를 비교한다. 소재: 대전 물체, 작용 범위 차이 (대전 물체, 자성체 반응 비교, 전기적 상호작용, 자기적 반응, 작용 범위 차이)
- [12물리01-05] · 실험 증기기관 모형의 손실 에너지와 영구기관 불가능성 논증 간이 증기기관 모형을 가동해 투입 열량 대비 실제 회전 일량을 비교하고, 손실되는 열이 어디로 흩어지는지 추적해 영구기관이 성립할 수 없는 이유를 정리한다. 소재: 간이 증기기관 모형, 영구기관 (간이 증기기관 모형, 투입 열량, 회전 일량 비교, 손실 열 추적, 영구기관 불가능)
- [12물리03-02] · 실험 프리즘 분광 실험으로 잇는 빛의 굴절과 에너지 준위 스펙트럼 프리즘으로 백색광을 분산시켜 무지개 스펙트럼을 관찰하고, 같은 원리의 분광기로 형광등의 선스펙트럼을 촬영해 굴절 현상과 전자 에너지 준위를 함께 설명한다. 소재: 프리즘 분산 실험, 형광등 선스펙트럼 (프리즘 분산 실험, 무지개 스펙트럼, 분광기 촬영, 선스펙트럼, 굴절 현상)
- [12물리01-01] · 실험 그네 지지대 구조 안정성과 흔들림 구간의 에너지 전환 미니 그네 모형의 지지대 각도를 바꿔 알짜힘 평형이 유지되는 구조를 찾고, 그네가 흔들리는 동안 위치 에너지와 운동 에너지가 오가는 과정을 진폭별로 측정한다. 소재: 미니 그네 모형, 위치·운동 에너지 전환 (미니 그네 모형, 지지대 각도, 알짜힘 평형, 흔들림 진폭, 위치·운동 에너지 전환)
- [12물리03-03] · 조사 전자 현미경 관찰 기술과 상대성 이론이 만든 현대 기술 지도 전자의 파동성을 이용한 전자 현미경이 나노기술에 미친 영향을 조사하고, 빛의 속력 불변에서 출발한 상대성 이론이 GPS 등 다른 첨단기술에 미친 영향을 나란히 비교 정리한다. 소재: 전자 현미경, 상대성 이론(GPS) (전자 현미경 영향, 나노기술 조사, 상대성 이론 영향, GPS 사례, 현대기술 비교)
- [12물리03-03] · 실험 형광 물질의 스펙트럼과 전자 현미경 영상저장 원리 비교 탐구 형광펜 잉크의 방출 스펙트럼을 분광기로 측정해 전자의 에너지 준위 전이를 확인하고, 같은 전자의 파동성이 전자 현미경의 영상 저장 기술에 활용되는 방식을 함께 조사한다. 소재: 형광펜 잉크 스펙트럼, 전자 현미경 저장 기술 (형광펜 잉크 스펙트럼, 에너지 준위 전이, 전자 현미경 저장 기술, 분광기 측정, 전자 파동성)
- [12물리02-02] · 실험 가정용 전기밥솥 회로의 직렬·병렬 저항 소비전력 비교 전기밥솥·전기장판 등 실제 가전제품의 발열 저항을 모형 회로로 재현해 직렬과 병렬 연결에 따른 소비 전력 차이를 측정하고 전력량 표시와 대조한다. 소재: 전기밥솥 모형 회로, 소비 전력 측정 (전기밥솥 모형 회로, 직렬·병렬 연결, 소비 전력 측정, 발열 저항, 전력량 표시)
- [12물리03-03] · 조사 전자 현미경 영상저장 기술과 반도체 소자 제작의 공통 기반 탐구 전자 현미경이 물질의 파동성을 이용해 나노 구조를 촬영하는 원리를 조사하고, 그 촬영 기술이 실제 반도체 소자의 에너지띠 구조 검사에 쓰이는 사례를 함께 정리한다. 소재: 전자 현미경 촬영 원리, 반도체 소자 검사 (전자 현미경 촬영 원리, 나노 구조 조사, 반도체 소자 검사, 에너지띠 구조, 영상 저장 기술)
- [12물리03-04] · 조사 원자시계 스펙트럼 안정성과 시간 팽창 보정의 상관관계 조사 원자시계가 특정 원자의 에너지 준위 전이 스펙트럼을 기준으로 작동하는 원리를 조사하고, 이 정밀 시계가 위성에서 겪는 시간 팽창을 어떻게 보정하는지 함께 정리한다. 소재: 원자시계 원리, 위성 시간 팽창 보정 (원자시계 원리, 에너지 준위 전이, 시간 팽창 보정, 위성 정밀 시계, 스펙트럼 기준)
- [12물리01-01] · 실험 브리지 구조물 트러스 배치에 따른 안정성 비교 나무막대와 고무줄로 만든 다리 모형에서 트러스 삼각형 배치를 바꿔가며 하중을 가하고, 각 절점에서 힘과 돌림힘의 평형이 무너지는 시점을 측정한다. 소재: 트러스 다리 모형, 절점 평형 (트러스 다리 모형, 삼각형 배치, 하중 측정, 절점 평형, 돌림힘 계산)
- [12물리01-02] · 실험 급제동 시 정지거리와 등가속도 운동 모델 비교 장난감 자동차에 초음파 센서를 달아 제동 구간의 속도-시간 데이터를 수집하고, 등가속도 운동 공식으로 예측한 정지거리와 실측값을 비교해 교통안전 표지판 권장 거리와 대조한다. 소재: 장난감 자동차, 제동 거리 (장난감 자동차, 초음파 센서, 제동 거리, 속도-시간 그래프, 교통안전 표지판)
- [12물리02-02] · 조사 전기장판 발열선과 자성체 온도조절 스위치의 작동 원리 전기장판의 발열선 저항 배치를 회로로 재현해 소비 전력을 측정하고, 자성체 바이메탈 스위치가 일정 온도에서 회로를 차단하는 원리를 함께 조사한다. 소재: 전기장판 발열선, 바이메탈 스위치 (전기장판 발열선, 저항 회로 재현, 소비 전력 측정, 바이메탈 스위치, 자성체 온도조절)
- [12물리01-04] · 제작 롤러코스터 트랙 모형의 높이별 역학적 에너지 전환 구슬이 굴러가는 미니 롤러코스터 트랙을 제작해 구간별 높이와 속도를 측정하고, 위치 에너지가 운동 에너지로 전환되는 과정을 역학적 에너지 보존 법칙으로 검증한다. 소재: 미니 롤러코스터 트랙, 역학적 에너지 보존 (미니 롤러코스터 트랙, 구슬 속도 측정, 구간별 높이, 위치 에너지, 역학적 에너지 보존)
- [12물리01-04] · 실험 물레방아 모형의 낙차 에너지 전환 효율 한계 탐구 물레방아 모형에 낙차를 달리해 물을 흘려보내며 위치 에너지가 회전 운동 에너지로 전환되는 양을 측정하고, 전환 효율이 100%에 이르지 못하는 이유를 영구기관 불가능성과 연결한다. 소재: 물레방아 모형, 전환 효율 측정 (물레방아 모형, 낙차 조절, 회전 운동 에너지, 전환 효율 측정, 영구기관 불가능성)
- [12물리02-05] · 제작 코일과 자석으로 만드는 미니 전동기 제작 에나멜선 코일과 네오디뮴 자석으로 간이 전동기를 제작해 전류의 자기 작용으로 회전력이 발생하는 원리를 확인하고, 코일 감은 수를 바꿔 회전 속도 변화를 측정한다. 소재: 에나멜선 코일, 간이 전동기 제작 (에나멜선 코일, 네오디뮴 자석, 간이 전동기 제작, 회전력 발생, 코일 감은 수)
- [12물리02-01] · 실험 정전기 유발 물체 사이 전기력 세기 측정 빨대와 털가죽으로 대전시킨 물체를 이용해 거리에 따른 전기력 변화를 감지하고, 전하 간 상호작용을 전기장과 전위차 개념으로 설명한다. 소재: 대전 빨대, 거리별 전기력 (대전 빨대, 거리별 전기력, 전하 상호작용, 전기장 개념, 전위차 측정)
- [12물리01-03] · 실험 에어트랙 충돌 실험으로 본 운동량 보존 에어트랙 위 두 카트를 서로 다른 질량으로 충돌시켜 충돌 전후 속도를 광게이트로 측정하고, 운동량 총합이 보존되는지 확인해 자동차 에어백 설계 원리와 연결한다. 소재: 에어트랙 카트, 자동차 에어백 (에어트랙 카트, 광게이트 측정, 충돌 전후 속도, 운동량 보존, 자동차 에어백)
- [12물리03-06] · 조사 GPS 위성 시계 보정 사례로 본 시간 팽창의 사회적 영향 GPS 위성이 상대속도로 인한 시간 팽창을 보정하지 않으면 위치 오차가 누적되는 사례를 조사하고, 특수 상대성 이론의 지식이 실제 항법 기술에 미친 영향을 정리한다. 소재: GPS 위성 시계, 항법 기술 영향 (GPS 위성 시계, 시간 팽창 보정, 위치 오차 누적, 특수 상대성 이론, 항법 기술 영향)
- [12물리02-03] · 제작 터치센서와 자기센서를 결합한 자동문 감지장치 설계 축전기 기반 근접 센서와 자성체를 이용한 자기 센서를 함께 배치해 물체 접근을 감지하는 간이 자동문 장치를 설계하고, 두 감지 방식의 반응 속도를 비교한다. 소재: 근접 센서 설계, 자동문 장치 (근접 센서 설계, 자기 센서 결합, 자동문 장치, 반응 속도 비교, 물체 접근 감지)
- [12물리03-01] · 실험 물결파 중첩 실험과 전자빔 회절무늬의 파동-입자 이중성 비교 물결파 수조에서 두 파원의 중첩으로 생기는 간섭무늬를 관찰하고, 전자가 이중슬릿을 통과할 때 나타나는 회절무늬 자료를 조사해 빛과 물질의 이중성을 함께 정리한다. 소재: 물결파 수조, 전자빔 회절무늬 (물결파 수조, 파원 중첩, 전자빔 회절무늬, 이중슬릿 자료, 파동-입자 이중성)
- [12물리03-01] · 조사 간섭무늬가 생기는 얇은 막 렌즈코팅의 원리 탐구 카메라 렌즈 표면의 반사방지 코팅에서 나타나는 색 간섭무늬를 관찰해 빛의 중첩 원리를 확인하고, 코팅막의 두께가 렌즈를 통과하는 빛의 굴절·투과율에 미치는 영향을 조사한다. 소재: 렌즈 반사방지 코팅, 코팅막 두께 (렌즈 반사방지 코팅, 색 간섭무늬, 코팅막 두께, 빛의 굴절, 투과율 조사)
- [12물리01-05] · 실험 진자 운동의 진폭 감쇠와 열 발생량 추정 단진자를 공기 저항이 있는 상태와 최소화한 상태에서 각각 흔들어 진폭 감소 곡선을 기록하고, 손실된 역학적 에너지가 마찰열로 전환됨을 에너지 총량 관점에서 설명한다. 소재: 단진자 실험, 마찰열 전환 (단진자 실험, 진폭 감소 곡선, 공기 저항, 마찰열 전환, 에너지 총량)
- [12물리02-04] · 관찰 스피커 진동판의 자성체 배치와 전동기 회전 원리 비교 스피커 내부의 영구자석과 코일 배치를 분해·관찰해 자성체가 진동을 만드는 과정을 확인하고, 같은 원리로 작동하는 간이 전동기의 회전 방향 결정 요인과 비교한다. 소재: 스피커 내부 분해, 전동기 회전 방향 (스피커 내부 분해, 영구자석 배치, 코일 진동 원리, 전동기 회전 방향, 자기력 비교)
- [12물리03-03] · 조사 전자 현미경 이미지와 빛의 파동-입자 이중성 사례 조사 전자 현미경으로 촬영된 나노 구조 이미지 자료를 조사해 전자가 파동처럼 회절하는 성질이 어떻게 활용되는지 정리하고, 광학 현미경과의 해상도 차이를 비교한다. 소재: 전자 현미경 이미지, 광학 현미경 해상도 비교 (전자 현미경 이미지, 나노 구조 자료, 전자 회절, 광학 현미경 비교, 해상도 차이)
- [12물리02-02] · 실험 선풍기 모터 회로의 저항 조절과 전동기 회전수 변화 선풍기 모터 회로를 재현해 직렬 저항값을 바꿔가며 소비 전력과 전동기 회전수가 어떻게 함께 변하는지 측정하고, 실제 선풍기의 풍속 단계 조절 방식과 비교한다. 소재: 선풍기 모터 회로, 전동기 회전수 (선풍기 모터 회로, 저항값 조절, 전동기 회전수, 소비 전력 변화, 풍속 단계 비교)
- [12물리02-04] · 조사 냉장고 자석과 스피커 자석의 자성체 종류 비교 냉장고 자석·못·구리선 등 서로 다른 재질을 자기장에 노출시켜 강자성체·상자성체·반자성체 반응 차이를 관찰하고, 산업 현장에서 각 자성체가 쓰이는 예를 조사한다. 소재: 냉장고 자석, 자성체 분류 (냉장고 자석, 재질별 자기 반응, 강자성체 관찰, 산업 활용 조사, 자성체 분류)
- [12물리02-04] · 실험 교통카드 태그 인식의 자성체 반응과 전자기 유도 통신 교통카드와 리더기 사이의 근거리 통신 원리를 자성체 반응과 전자기 유도 관점에서 재현해, 카드가 리더기에 가까워질 때 신호가 감지되는 거리 조건을 측정한다. 소재: 대전 물체, 강자성체·비자성체 비교 (교통카드 태그, 근거리 통신 재현, 자성체 반응, 전자기 유도 신호, 감지 거리 조건)
- [12물리01-03] · 실험 당구공 충돌의 운동량 보존과 마찰에 의한 에너지 손실 당구공 두 개의 충돌 궤적을 영상으로 분석해 운동량 보존을 확인하고, 테이블 표면 마찰로 인해 충돌 전후 역학적 에너지가 일부 열로 전환됨을 속도 감소량으로 추정한다. 소재: 당구공 충돌 궤적, 테이블 마찰 (당구공 충돌 궤적, 영상 분석, 운동량 보존, 테이블 마찰, 속도 감소량)
- [12물리02-03] · 실험 무선충전과 축전기 저장을 결합한 휴대용 충전기 구조 분석 무선충전 코일로 전자기 유도된 전력이 내부 축전기에 저장되는 과정을 간이 회로로 재현하고, 충전 시간과 저장 용량의 관계를 측정해 실제 무선충전기 스펙과 비교한다. 소재: 무선충전 코일, 충전 시간 측정 (무선충전 코일, 축전기 저장 과정, 충전 시간 측정, 저장 용량 비교, 휴대용 충전기)
- [12물리03-05] · 조사 반도체 소자 발전사와 GPS 상대성 보정 기술의 현대사적 영향 반도체 소자가 도체·부도체 에너지띠 이해에서 출발해 실용화된 과정을 조사하고, 비슷하게 상대성 이론 지식이 GPS 시계 보정 기술로 이어진 사례를 비교해 정리한다. 소재: 반도체 소자 발전사, GPS 시계 보정 (반도체 소자 발전사, 에너지띠 이해, GPS 보정 기술, 상대성 이론 사례, 현대 기술 영향)
- [12물리01-01] · 실험 크레인 지지대 안정성과 화물 인양 시 등가속도 구간 분석 미니 크레인 모형으로 지지대 각도별 알짜힘·돌림힘 평형을 확인하고, 화물을 들어올리는 초반 구간의 가속 운동을 등가속도 공식으로 분석해 안전 인양 속도를 제안한다. 소재: 미니 크레인 모형, 화물 인양 가속도 (미니 크레인 모형, 지지대 각도, 돌림힘 평형, 화물 인양 가속도, 안전 인양 속도)
- [12물리03-05] · 관찰 LED 소자 해체로 살펴보는 반도체 에너지띠 구조 폐LED를 해체해 내부 반도체 칩 구조를 관찰하고, 도체·부도체·반도체의 에너지띠 차이 자료를 조사해 LED가 특정 색의 빛을 내는 원리와 연결한다. 소재: LED 해체 관찰, 반도체 에너지띠 구조 (LED 해체 관찰, 반도체 칩 구조, 에너지띠 차이, 발광 원리, 도체·부도체 비교)
- [12물리01-06] · 실험 스털링 엔진 모형의 열효율 정성 비교 미니 스털링 엔진 모형을 온수와 냉수로 구동시켜 회전 속도를 관찰하고, 온도차에 따른 효율 변화를 정성적으로 비교해 영구기관이 불가능한 이유를 사례로 논증한다. 소재: 스털링 엔진 모형, 영구기관 (스털링 엔진 모형, 온수·냉수 구동, 회전 속도 관찰, 열효율 비교, 영구기관 논증)
- [12물리03-02] · 조사 디스플레이 화소 제작 공정과 전자현미경 관찰 기법 비교 볼록렌즈의 굴절로 상이 맺히는 원리가 반도체·디스플레이 노광 공정에 쓰이는 사례를 조사하고, 완성된 화소 구조를 전자 현미경으로 확대 관찰하는 검사 방식과 비교한다. 소재: 디스플레이 화소 공정, 전자현미경 검사 (디스플레이 화소 공정, 노광 공정 조사, 전자현미경 검사, 화소 구조 관찰, 굴절 렌즈 활용)
- [12물리03-04] · 실험 태양전지 셀의 에너지 준위와 에너지띠 구조 연계 탐구 태양전지 셀에 다른 파장의 빛을 비춰 발전량 변화를 측정하고, 특정 파장에서만 전자가 들뜨는 현상을 에너지 준위와 반도체 에너지띠 구조로 함께 설명한다. 소재: 태양전지 셀, 에너지띠 구조 (태양전지 셀, 파장별 발전량, 전자 들뜸 현상, 에너지띠 구조, 반도체 소자)
- [12물리01-03] · 실험 로켓 풍선 발사 실험의 추진 운동량과 효율 한계 공기 주입 풍선 로켓을 실에 매달아 발사시켜 반작용 추진력을 운동량 보존으로 계산하고, 공기가 빠져나가는 과정에서 생기는 에너지 손실을 통해 완전한 추진 효율이 불가능함을 설명한다. 소재: 풍선 로켓 발사, 추진 효율 (풍선 로켓 발사, 반작용 추진력, 운동량 계산, 공기 유출 손실, 추진 효율 한계)
- [12물리03-02] · 조사 카메라 렌즈 굴절 설계와 이미지센서 반도체 구조의 결합 탐구 카메라 렌즈군이 상을 맺는 굴절 경로를 광선 추적으로 확인하고, 그 상을 전기 신호로 바꾸는 이미지센서의 반도체 에너지띠 구조를 함께 조사해 촬영 원리를 정리한다. 소재: 카메라 렌즈군, 이미지센서 구조 (카메라 렌즈군, 광선 추적, 이미지센서 구조, 반도체 에너지띠, 촬영 원리)
- [12물리01-04] · 실험 경사면 미끄럼 실험의 마찰열과 에너지 보존 계산 경사각을 달리한 미끄럼틀 모형에서 물체의 속도 변화를 측정해 역학적 에너지 보존 법칙을 적용하고, 경사각이 클수록 마찰열로 손실되는 에너지 비율이 달라짐을 비교한다. 소재: 경사면 미끄럼틀, 마찰열 손실 (경사면 미끄럼틀, 경사각 변화, 속도 변화 측정, 마찰열 손실, 에너지 보존 계산)
- [12물리02-02] · 실험 카메라 플래시 회로의 저항과 축전기 방전 속도 관계 일회용 카메라 플래시 회로를 모형화해 저항값을 바꿔가며 축전기가 충전·방전되는 시간을 측정하고, 소비 전력과 방전 속도의 관계를 그래프로 정리한다. 소재: 카메라 플래시 회로, 축전기 충방전 시간 (카메라 플래시 회로, 저항값 조절, 축전기 충방전 시간, 방전 속도 그래프, 소비 전력)
- [12물리02-01] · 조사 정전기 방전 위험과 전자제품 회로 저항 설계 연계 탐구 대전된 물체 사이의 전위차가 방전으로 이어지는 과정을 관찰하고, 이를 막기 위해 실제 전자제품 회로에서 저항을 배치해 소비 전력을 조절하는 설계 사례를 비교한다. 소재: 정전기 방전 관찰, 회로 저항 배치 (정전기 방전 관찰, 전위차 측정, 회로 저항 배치, 소비 전력 조절, 전자제품 설계)
- [12물리01-01] · 실험 볼링 핀 배치의 안정성과 충돌 후 운동량 분산 분석 볼링 핀 모형을 다양한 배치로 세워 무게중심에 따른 안정성을 비교하고, 공이 충돌한 뒤 핀들이 흩어지는 방향을 촬영해 운동량 보존 관점에서 분석한다. 소재: 볼링 핀 배치, 운동량 분산 (볼링 핀 배치, 무게중심 안정성, 공 충돌 촬영, 운동량 분산, 발사체 적용)
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