지학사 중학교 과학3...

이탈리아의 천문학자이자 물리학자,̀`수학자이다.

무거운물체는가벼운물체보다낙하속도가빠르다

는 아르스토텔레스의 주장을 반박하였다. 그는 진자의

등시성 및 관성의 법칙을 발견하였고, 자신이 제작한 망

원경으로금성의모양변화를관측하여코페르니쿠스의지동

설에강력한근거를부여하였다. 또한토성의고리, 목성의

위성, 달표면의요철, 태양의흑점등을발견해오늘날의

천문학과물리학발전에크게기여하였다.

갈릴레이(Galilei, G. ; 1564~1642)

갈릴레이망원경

112

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:34 PM 페이지112 DK

Ⅲ 태양계

이단원에서는

예로부터 인간은 하늘에 떠 있는 천체에 관심이

많아천문학은동서양에서가장일찍태동한학문

중의 하나로 꼽힌다. 또한 천문학은 농사와 날씨,

해양, 지리관측과측량기술의발전에중요한역할

을해왔으며, 망원경의발명으로엄청난발전을하

였다.

이단원에서는지구와달의크기, 지구의자전과

공전, 달의모양변화, 태양의활동에대해알아보

자. 그리고태양계행성을분류하고, 천체를관측해

보자.

지구, 달, 태양1

태양계탐사2113

|이단원을배우고나면|

1⃞지구와달의모양과크기를알고, 자전과공전때문에나타나는현상을

이해할수있다.

2⃞달의모양변화와일상생활을연관지어이해할수있다.

3⃞태양계를구성하는쳔체를알고, 태양계행성을분류하여그특징을파

악하고, 행성도위성을가질수있음을이해할수있다.

4⃞태양은태양계내의유일한항성임을알고, 태양의활동이지구자기장

및인간생활에미치는영향에대해설명할수있다.

5⃞육안및천체망원경을이용하여천체를관측하고, 이를통해천체의특

징을파악할수있다.

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1지구, 달, 태양

중단원 미리 보기

1-1 지구와달 1-2 지구와달의운동 1-3 태양

지구의모양과크기

옛날사람들은지구에살면서지구가둥

글다는것을어떻게알수있었을까? 또

지구의크기는어떻게잴수있었을까?

114 Ⅲ. 태양계

Ⅲ.

태양계

지구의모양과크기

지구의모양

지구의크기

일주운동

계절의변화

단원의 개념 구조

지구, 달, 태양

지구

달

지구의운동

달의크기

달의모양변화

태양의표면

태양의대기

▶많은옛날사람들은주위를둘러보아도편평한땅과바다만보였기때문에당연히지구는

편평한모양이라고생각하였다. 그러나일부과학자들은먼바다에서항구로들어오는배는

돛대부터보이고, 월식때달에비친지구의그림자가둥근것등을보고지구는둥글다고주

장하였다. 약 2,200년전그리스의에라토스테네스는지구가둥글다고생각하고원호의길이

는중심각에비례한다는원리를이용하여간접적인방법으로지구의크기를측정하였다.

태양

지구의 자전

지구의공전

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태양은동쪽에서떠서서쪽으로지며, 하늘의별자리는계절에따라다르게나타난다. 그리고지구상에는

낮과밤이생기고, 계절의변화가나타난다. 이것은모두지구가자전과공전을하기때문에나타나는현상

이다. 또태양표면의흑점수는주기적으로변하며, 우리눈에보이는달의모양은계속변하고있다. 이와

같이태양과달에서나타나는현상은지구에어떤영향을미치고있을까?

달의모습

달을 보면 움푹 패인 달 표면의

어두운부분과밝은부분이어우

러져방아를찧는토끼의모습으

로보인다. 달 표면의밝은부분

과어두운부분은어떻게만들어

졌을까?

태양활동

우리가 보는 태양의 모습은 언제나 고

요한 모습이다. 실제로도 태양은 고요

할까?

1. 지구, 달, 태양 115

▶달표면의밝은부분을고지, 어두운부분을바다라고한다. 달의고지는주로화감암질암

석으로되어있어밝게보이고, 달의바다는현무암질암석으로되어있어어둡게보인다. 또

달의고지는비교적높고, 지형이험준한데비해달의바다는낮고편평하다, 그까닭은달의

바다가지각아래에서흘러나온마그마가저지대를메워형성되었기때문이다. 따라서달의

바다는고지에비해암석의나이가적으며, 마그마가이전에나온운석구덩이를메웠기때문

에고지에비해운석구덩이도적게분포한다.

▶태양은지구에서아주멀리떨어져있기때문에맨눈으로볼때에는고요한

모습으로보이지만, 천체망원경으로관측해보면표면이나대기에서쇳물이끓

어오르는용광로와같이격렬한활동이일어나고있다. 태양의표면을자세히

관측해보면주위보다온도가낮아검게보이는흑점과표면아래의대류현상에

의해생긴쌀알무늬가나타난다. 또태양의대기에서는수십만 km까지솟아오

르는불기둥인홍염과흑점주변에서에너지가일시에방출되는플레어등이나

타나지구에큰영향을미치고있다.

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116 Ⅲ. 태양계

Ⅲ.

태양계

오늘날지구가둥글다는것은인

공위성이나우주탐사선에서찍은

사진을통해쉽게확인할수있다.

그렇다면 과학과 기술이 발달하지 못했던

시대의옛날사람들은지구가어떤모습이라고생각했을까?

지구와 달1-1

지구의모양

옛날사람들은현재와같은관측기구가없었고, 주위를둘러보아도편평한땅

과바다만보였기때문에당연히지구는편평한모양이라고생각하였다. 즉, 단순

히눈에보이는사실로부터지구의모양을생각한것이다.

•지구와 달의 모양을 알고, 크기

를측정할수있다.

학습 목표

고대중국인의우주관

고대중국인들은땅은네모나고하늘

은둥글다고생각하였다. 둥근모

양의 하늘이 땅을 덮고 있으

며, 그하늘의중심에는북극

성이있다고생각하였다.

고대인도인의우주관

고대인도인들은뱀위에올라앉은거북이가 4마리의 코끼리를 떠받치고, 그 코끼리들이 다시 대지를떠받친다고생각하였다. 그리고 대지의 중앙에 높이 솟은 산을중심으로해와달, 행성들이돈다고생각하였다.

고대수메르인의우주관

고대 수메르 인들은 하늘은

둥근 천장 모양이고, 땅은

편평하다고 믿었다. 그리고

별과달, 태양은그안에서움

직인다고생각하였다.

고대이집트인의우주관고대이집트인들은하늘의여신누트가편평한땅을에워싸고있다고생

각하였다. 누트의 몸에는 별들이새겨져있고, 매일태양을 뱉었다 삼켰다 하기때문에 낮과 밤이 생긴다고생각하였다.

그림Ⅲ-̀̀1 고대인들이생각한우주관

⋯ •지구의모양에대한고대

인의생각을알고, 지구가둥글기때

문에나타나는현상을설명한다.

•에라토스테네스가지구의크기를측

정한방법을알아보도록지도한다.

•에라토스테네스의 방법으로 지구

모형의 크기를 측정해 보도록 지도

한다.

•천체까지의거리와각지름의관계를

설명한다.

Tip수업

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:35 PM 페이지116 DK

A

A

B

B

C

C

(a)

(b)

그림Ⅲ-̀̀2 월식때지구그림자에가려진달지구그림자

1. 지구, 달, 태양 117

2세기에만들어진것으로추정되는로마의아틀라스조각상을보면둥근지구

를어깨로받치고있다. 이것으로보아당시의사람들중지구가둥글다고생각한

사람도있었다는것을알수있다. 그러면지구가둥글다는생각을가진사람들은

어떤근거를가지고이런생각을하였을까?

고대그리스의아리스토텔레스는월식때달에비친지구의그림자가둥근것을

보고지구의모양이둥글다고생각하였다. 그는먼바다에서항구로들어오는배

의모습을보면돛대의윗부분이먼저보이고, 항구에가까워지면서배의아랫부

분이보이는현상이나높은곳으로올라갈수록먼곳까지볼수있다는사실등을

바탕으로지구가둥글다고주장하였다. 또북쪽으로갈수록북극성의고도가높

아지는것도지구가둥글기때문에나타나는현상이라고하였다.

1522년마젤란일행이세계일주에성공함으로써지구가둥글다는것이처음

으로확인되었다.

그림Ⅲ-̀̀4 항구로들어오는배의모습

지구가둥글다는증거

①월식때달에비치는지구의그림자는둥글다.

②먼바다에서항구로들어오는배는돛대부터보인다.

③높은곳으로올라갈수록시야가넓어진다.

④북쪽으로갈수록북극성의고도가높아진다.

⑤동쪽으로갈수록해뜨는시각이빨라진다.

⑥북쪽에서남쪽으로가면보이는별자리가달라진다.

⑦한방향으로계속가면출발지점으로되돌아온다.

달이 지구의 둘레를 공전하는

동안태양-지구-달의순으로일

직선이 되어 달이 지구의 그림

자 속으로 들어가 가려지는 현

상을월식이라고한다. 이와같

은 월식이 진행되는 동안 달에

비친 지구의 그림자가 둥글게

보인다.

그리스신화에따르면아틀라스는티탄신족

으로서, 제우스에게 하늘을 떠받치고 있는

벌을받았다고한다. 아틀라스조각상은나

폴리의 박물관에 보관되어 있는 것으로서,

떠받치고있는것은둥근하늘또는지구라

고하는데, 신화에의하면하늘이라고보아

야한다. 그러나둥근구에배, 동물등이있

는 것으로 보아 둥근 세계(spherical

world)를짊어진것이라고생각할수있다.

먼바다에서항구로들어오는배는돛대가먼저보

이고, 항구에가까워지면서배의아랫부분이보이

게되는것은지구가둥글기때문이다.

북극성은지구의자전축위에있는별이다. 따라서북극

성의고도는그지방의위도와같다. 예를들어, 북극지

방에서는북극성이관측자의머리위에서보이므로북극

성의고도가90˘이며, 북위37˘인서울에서는37˘이다.

그림Ⅲ-̀̀3 아틀라스조각상

그림Ⅲ-̀̀5 지구의모양에따른북

극성의고도

⒜둥근 지구_ 고위도로 갈수록 북극

성의고도가높아진다.

⒝평면 지구_ 세 지점에서 북극성의

고도가같다.

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118 Ⅲ. 태양계

지구의크기

약 2,200년전에그리스의에라토스테네스는지구가둥글다고

생각하고그크기를측정하였다. 그는어떤방법으로지구의크

기를측정하였을까?

에라토스테네스는하짓날정오에태양이시에네에있는우물의

바닥을수직으로비출때, 북쪽방향으로약 925 km 떨어져있

는알렉산드리아의높은탑에는햇빛이약 7.2˘ 기울어져들어온

다는것을알았다.

지구가완전한구형이고지구로들어오는햇빛이평행하다고가정하면, 햇빛과

탑이이루는각도는시에네와알렉산드리아가지구중심과이루는각도와같다.

원에서중심각의크기와호의길이는비례하므로, 지구의반지름을R라고하면

다음식이성립한다.

7.2˘ : 925 km= 360˘ : 2pR

에라토스테네스가구한지구의반지름은약 7,365 km로서, 오늘날밝혀진지

구의반지름인약 6,400 km와비교했을때 15 % 정도컸지만, 당시의기술을

생각했을때매우놀라운측정값이라고할수있다.

(R)

925`km

7.2$

7.2$

30$E 35$E 40$E35$N

30$N

25$N

그림Ⅲ-̀̀6 알렉산드리아와시에네의위치 그림Ⅲ-̀̀7 에라토스테네스의지구크기측정방법

지구로들어오는햇빛이평행하다고가정할수있는이유는무엇인가?

에라토스테네스

(Eratostenes ; ?B.C. 275~?B.C. 194)그리스의 수학자, 천문학자, 지리

학자. 하지때두지점의고도차와

거리를이용하여지구둘레를처음

으로계산하였다.

에라토스테네스의지구크기측정

⑴가정

①가정1: 지구는완전히구형이다.

②가정 2: 지구로들어오는햇빛은

평행하다.

⑵결과

①결과 1: 두 도시 사이의 거리

=925k̀m

②결과 2: 하지때두도시에서태

양의남중고도차=7.2˘

③결과 3: 두 도시와 지구 중심이

이루는각도=7.2˘

④결과 4: ̀7.2˘:̀360˘=925 km :̀̀

지구의둘레(?46,250k̀m)

⑶오차원인

①오차원인 1: 두도시가정확하게

동일한자오선상에있지않다.

②오차원인 2: 지구는완전한구형

이아닌타원체이다.

③오차원인3: 시에네(현재의아스

완)가정확하게북회귀선상에있

지않았다.

④오차원인 4: 측량기술이발달하

지못하였다.

▶태양과지구사이의거리가매우멀기때문이다.̀_ 태양과지구사이의거리는 1억 5천만

km로서, 매우멀기때문에태양의한쪽끝에서방출된빛과반대쪽끝에서방출된빛이지구

에도달할때는최대로0.5˘(각지름) 정도의각을이룰수있다. 이각도가작기때문에에라토

스테네스는햇빛이평행하다고가정하고지구의크기를계산하였다.

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1. 지구, 달, 태양 119

지구모형을이용하여지구의크기를

측정하는원리를설명할수있다.

지구모형, 고무찰흙, 빨대, 실, 줄자,

각도기, 셀로판테이프

과정

목·표

준·비·물

측정지구의크기측정

1⃞∠AOB와∠BB'C의관계를쓰고, ∠AOB의크기를구해보자.

2⃞두막대사이의거리와∠AOB를이용하여지구모형의크기를구하는식을세

우고, 지구모형의반지름을계산해보자.

3⃞이와같은방법으로지구모형의크기를구할때필요한가정은무엇인가?

해석

결과

탐│구│도│우│미

원에서 중심각의 크기는 호의

길이에비례한다.

❶빨대 두개를준비하여하나의빨대에는

실을 통과시킨 다음, 두 개의 빨대 한쪽

끝을각각고무찰흙으로막는다.

CB

O

B'

A

❷햇빛이비치는곳에지구모형을놓고두

지점의표면에각각빨대를수직으로붙

인다. 단, 실이없는빨대는그림자가생

기지않도록한다.

CB

B'

A

Ω A

B

❸빨대끝의실을그림자끝과연결하여각

도기로∠BB'C의크기를측정하고, 줄자

로호AB의거리를측정한다.

❹측정한값을표에기록하고, 측정값을이

용하여지구모형의크기를구한다.

∠BB'C 호AB의거리

( ) º̀ ( ) cm

탐구 활동

창의·인성

⋯ •두개의빨대는같은경도

상에세운다.

•빨대의 그림자가 잘 생기도록 햇빛

이강한맑은날실시하거나실내에

서백열전구를사용한다. 이때전구

는지구모형에서멀수록평행광선

에 가깝게 되지만, 너무 멀면 빛이

약해지므로 적당한 거리를 두도록

한다.

•지구모형에세우는빨대가너무길

면 각도가 좁아져서 실험값의 오차

가많이생기게되므로짧은빨대를

이용한다.

•빨대 사이의 거리를 적절하게 조절

하여그림자가지구모형밖으로넘

어가지않도록주의한다.

Tip수업

l

2l

2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h2h

hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

중심각 호의길이

360º

180º

90º

45º

2pR

pR

;2!;pR

;4!;pR

18.5 6.2

▶∠AOB와∠BB'C는엇각으로크기가같으므로, ∠AOB=18.5˘이다.

▶지구모형은완전한구형이고, 지구모형에들어오는햇빛은평행하다.

▶360˘ : 2pR=18.5˘ : 6.2 cm, ∴R= ?19.2 cm6.2 cm_360˘2_3.14_18.5˘

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지119 DK

l

3l

d 3d

달의크기

달은태양에비해매우작지만태양과거의비슷한크기로보인다. 그이유는

무엇일까?

지구에서천체를볼때눈과천체지름의양끝이이루는각도를각지름이라고

한다. 그림Ⅲ`-`8과같이야구공을손위에놓고더멀리있는축구공과겹쳐보

이게한다면두공의각지름은같다. 이와같이각지름이같을때물체의크기와

거리는비례한다.

각지름을이용하여달의크기를어떻게구할수있을까?

해 보기 측정달의크기측정

해석

과정

❶두꺼운판지에凹과같이홈을파서 1 m막대자에끼운다.

❷홈을통해보름달을보면서달의지름이홈과일치하도록홈과눈사이의거리를조절한다.

120 Ⅲ. 태양계

그림 Ⅲ-̀̀8 각지름_̀ 축구공이 야구공

보다 3배멀리떨어져있을때두공의각

지름이 같다면 축구공의 지름이 야구공의

지름보다 3배크다.

⋯ •종이 홈의 경계를 매끈

하게다듬어종이홈과달이정확하

게일치되도록한다.

•종이 홈의 너비가 클수록 오차는

줄일수있지만, 종이의거리가멀

어지면거리측정이어려워진다.

Tip수업

▶홈과눈사이의거리를 l, 홈의너비

를 d, 지구와달사이의거리를 L, 달의 반지름을 R라고 하자. 이때 홈의

지름과달의지름을밑변으로하는두

개의 삼각형이 닮은꼴이므로, 다음과

같은 비례식을 이용하여 달의 크기를

구할수있다.

l : d=L : 2R, ∴ R= d_L2l

( : d)l

L

D=2R

▶눈사이의거리(l)=89.4 cm, 홈의너비(d)=0.8 cm라면,

달의반지름(̀R)= ?1,700 km0.8cm_3.8_10fi km2_89.4cm

1⃞지구와달사이의거리는약 3.8_10fi km이다. 측정한자료를

이용하여달의반지름을구하는방법에대해토의하고식을세워

보자.

2⃞1⃞의방법으로구한달의반지름은몇km인가?

3⃞지구의반지름은약 6,400 km이다. 달의크기와지구의크기를비

교해보자.▶달의반지름이약1,700 km이므로, 달의반지름은지구반지름의약 ;4!;이다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지120 DK

L

2`R지구

달

0.5æ

360æ

2`πL

홈(凹)의너비를 d, 눈에서홈까지의거리를 l, 달의반지름을R, 지구와달사

이의거리를L이라고하면다음식이성립한다.

d : l=2R : L, ∴R=

또중심각과호의길이가비례하는원의성질을이용하여달의크기를구할수

도있다. 지구에서측정한달의각거리 0.5˘를중심각으로하는호의길이는달의

지름에해당한다. 지구와달사이의거리를 L, 달의반지름을R라고하면

360˘ : 2pL=0.5˘ : 2R, ∴R= _pL

지구와달사이의거리는약 38만 km이므로, 달의반지름은

약 1,700 km인데, 이것은지구반지름의약 ;4!;이다.

실제로는태양이달보다훨씬크지만, 각지름이 0.5˘로비슷

하게보이는것은태양이달보다지구로부터훨씬멀리떨어져

있기때문이다. 지구에서태양까지의거리는지구에서달까지의

거리의약 400배이므로, 태양의반지름은달의반지름보다약

400배가더크다.

0.5˘360˘

d_L2_l

1. 지구, 달, 태양 121

태양 달

그림Ⅲ-̀̀10 중심각과호의길이를이용한달의크기측정

원리

그림Ⅲ-̀̀9 같은배율로촬영한태양과달_̀ 우리눈에달과태양이거의비슷한크기로보이는것은각거리가같기때문이다.

북반구에서고위도로갈수록북극성의고도가높아지는이

유는무엇인가?

개념확인하기

태양은달에비해아주크지만, 개기일식이일어나면달에

의해태양이완전히가려진다. 이원리를설명해보자.

생활속문제해결하기자기

주도

학습

태양과 달이 비슷한 크기로 보이는

까닭은?

태양의반지름은달보다약 400배가

큰데, 거리도 달보다 약 400배가 멀어

두천체의각지름은0.5˘거의같게나타

난다. 그결과태양과달은우리눈에거

의같은크기로보인다.

달의거리측정방법과거리변화

달까지의거리는레이더에서발사된전

파가반사되어되돌아오는시간을이용

하여구한다.

지구와달사이의평균거리는약 38만

km이지만, 달이지구둘레를타원궤도

를그리며돌기때문에지구와달사이

의거리는근지점에서약363,000 km,

원지점에서약405,000 km이다.

▶지구가둥글기때문이다. 즉, 지구가둥글기때문에북극성의고도는

관측지점의위도와같게나타난다. 따라서고위도로갈수록북극성의

고도가높아진다.

▶달은태양보다매우작은천체이지만두천체의각지름이같아서지

구의관측자에게같은크기로보이므로개기일식때달이태양을완전

히가리게된다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지121 DK

시계가 없었던 옛날에는 태양이나 별자

리의 이동을 관찰하여 시각을 알 수 있었

다. 이것은어떤원리를이용한것일까?

지구와 달의 운동1-2

•지구의공전과자전으로나타나

는현상을설명할수있다.

•달의 모양 변화와 일상생활을

연관지어설명할수있다.

학습 목표

122 Ⅲ. 태양계

Ⅲ.

태양계

지구의자전

지구는자전하기때문에매일낮과밤이반복된다. 아침에동쪽지평선에서떠

오른태양은일정한속도로서쪽으로이동해간다. 해시계를이용하면가운데세

운막대의그림자가가리키는방향으로부터시각을알수있다. 그렇다면햇빛이

비치지않는밤에는어떻게시각을알수있었을까?

17세기에유럽사람들은중앙에구멍이뚫려있고긴막대가연결된기구를이

용하여북극성과북두칠성중두별의방향을맞추어시각을알아내었다고한다.

이와같은방법으로밤에시각을알수있었던것은북두칠성을이루는별들이일

정한속도로회전하기때문이다.

그림Ⅲ-̀̀11 17세기유럽에서시각을측정하던기구

아하! 밤에는별자리로시각을알수있구나.

⋯ •해시계 사진이나 자료를

제시하고, 그원리를설명한다.

•별들의일주운동을관찰하게하고,

지구의자전과연관지어원리를설

명한다.

•지구 공전 때문에 나타나는 현상에

대해알아보도록지도한다.

•관측을통해달의모양변화를이해

하고, 달의운동이일상생활에주는

영향에대해알아보도록지도한다.

Tip수업

앙부일구

앙부일구는1437년에장영실등에의해처음으로만들어져우리나라최초의

공중시계역할을하였으나, 임진왜란때유실되었다. 현재서울특별시종로

구에위치한창덕궁에소장된것은 2~3세기가지난후에다시만들어진것

이다. 이해시계는반구형의솥모양에네개의발이달려있으며, 동지에서

하지에이르는 24절기를 13개의계절선으로나타내고, 이선에수직으로시

각선을그었으며, 영침은북극을향해비스듬히세워져있다.

녹터널(1693년제작,

런던국립해양박물관소장)

참고자료|

16세기부터 18세기까지 사용된 녹

터널은밤에별을보고시각을측정

하는데쓰인도구이다. 먼저날짜와

맞춘후, 녹터널을최대한높이들어

올려서 가운데 구멍을 통해 북극성

이보이도록조정한다. 그런다음막

대를 돌려서 북두칠성의 국자 손잡

이에해당하는별에서가장멀리떨

어진두별과평행이되게맞추면막

대가 가리키는 눈금이 현재 시각을

나타낸다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지122 DK

1. 지구, 달, 태양 123

북쪽하늘을향해몇시간동안사진을찍어보면북극

성을중심으로그주변의별들이시계반대방향으로한

시간에 15˘씩회전한다는것을알수있다.

별뿐만아니라태양, 달등의천체들도북극성을중심으로

하루에한바퀴씩도는것처럼보이는데, 이러한현상을일주

운동이라고한다. 천체의일주운동은지구가하루에한번씩서

쪽에서동쪽으로자전하기때문에나타나는겉보기운동이다. 이

때북극성은지구의자전축위쪽에있기때문에일주운동의중심으

로보인다.

동 서

남

북

그림Ⅲ-̀̀13 동쪽, 남쪽, 서쪽하늘에서의일주운동

그림Ⅲ-̀̀12 북쪽하늘별들의일주운동

서쪽

남쪽

동쪽

옛날사람들은이와같은천체의일주운동을눈에보이는대로태양이나별이

지구둘레를돌고있기때문이라고생각하였다. 그러나오늘날에는일정한궤도

를따라도는인공위성의위치가계속서쪽으로이동하는것을보면지구가자전

하고있음을확실히알수있다.

인공위성

A A

인공위성

B

2시간 후 2시간 후

그림Ⅲ-̀̀14 인공위성궤도의서편현상_ 공전주기가 2시간인인공위성을A 지점상

공에서관측하였다면 2시간후에는서쪽으로 30˘만큼이동한B지점의상공에서관측된다.

푸코의진자참고자료|

1851년 프랑스의 물리학자인 푸코

는파리의판테온사원에길이가 67

m나되는줄에추를매달아흔들어

놓았다. 그결과진자의진동면이시

계 방향으로 회전하여 약 32시간만

에 원래의 위치로 되돌아온다는 것

을확인하였다. 만일 지구가자전하

지 않는다면 진자의 진동면은 변하

지않을것이므로, 이는지구가자전

한다는 사실을 뒷받침해 주는 확실

한증거가된다.

지구의 자전과 별의

일주운동

별들은 움직이지 않는

데, 지구가 서`→`동으로

자전하므로, 별들이 동`

→`서로움직이는것처럼

보인다. 이때 북극성은

지구의 자전축 위에 있

기 때문에 일주 운동의

중심으로보인다.

방향

속도

모습

동`→`서(시계반대방향)

1시간에15˘씩회전

•원호들은별들이지나간자취이다.

•원호들의공통중심은북극성이다.

•각원호의중심각은모두같다.

•이러한현상은지구의자전때문에

나타나는겉보기운동이다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지123 DK

124 Ⅲ. 태양계

지구의공전

지구가자전하기때문에태양이동쪽에서떠서서쪽으로지는현상은매일반복

되지만, 태양이뜨는시각과위치는 1년을주기로변한다.

또한해가진직후서쪽지평선부근에있는별자리를관측해보면아래그림과

같이매일조금씩서쪽으로이동한다는사실을알수있다. 그이유는무엇일까?

별자리는하늘에고정되어있다. 따라서해가진직후에지평선근처의별자리

가변하는것은태양이별자리사이를이동하여위치가달라졌기때문이다.

이러한운동을계속관측하면, 태양이별자리사이를하루에약 1˘씩동쪽으로

이동하여 1년후에는처음의별자리로되돌아온다는것을알수있다. 이와같은

운동을태양의연주운동이라고한다.

태양의연주운동은지구가태양의둘레를서쪽에서동쪽으로 1년에한바퀴씩

공전하기때문에나타나는현상이다.

5 1 5 15 5 30그림Ⅲ-̀̀16 별자리의이동

그림Ⅲ-̀̀15 계절에따른태

양이 뜨는 위치 변화_̀ 하지 때에

는북쪽으로치우쳐서뜨고, 동지

때에는남쪽으로치우쳐서뜬다.하지때의해뜨는위치

동← ← →→북 북 동 남남

동지때의해뜨는위치

해뜨는시각

태양이떠오르는시각은계절에따

라달라진다. 즉여름에는해뜨는

시각이 빠르고, 겨울에는 해 뜨는

시각이느리다.

별의연주운동: 해가진직후서쪽하

늘의 별자리를 관측해 보면 그림과 같이

매일조금씩서쪽으로이동하는데, 이것을

별의연주운동이라고한다.

①별의연주운동원인: 별자리는하늘에

고정되어있다. 따라서별의연주운동

은별의실제운동이아니라별자리사

이에서태양의위치가달라지기때문에

나타나는겉보기운동이다.

②별의연주운동방향과속도: 별들은하

루에 약 1˘씩 동쪽에서 서쪽으로 이동

하여 1년후에는원래의위치로되돌아

온다.

➜이와같은별의연주운동때문에계

절에따라별자리가달라진다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:36 PM 페이지124 DK

1. 지구, 달, 태양 125

태양이연주운동을하면서별자리사이를지나는길을황도

라고하며, 그길목에있는 12개의별자리를황도 12궁이라고

한다.

지구의자전축은황도와약 66.5˘ 기울어져있기때문에황

도는천구의적도와약 23.5˘의경사를이룬다. 따라서황도

와천구의적도는두점에서만나게된다.

천구의적도와황도가만나는두점중에서태양이남쪽에

서북쪽으로지나는점을춘분점, 북쪽에서남쪽으로지나는

점을추분점이라고한다. 그리고태양이천구의적도에서북쪽

으로가장멀리떨어진황도상의점을하지점, 남쪽으로가장

멀리떨어진황도상의점을동지점이라고한다.

23.5$

123

1'

2'3'

23.5$

그림Ⅲ-̀̀17 황도 12궁과태

양의 연주 운동 _̀ 지구가 태양의

둘레를 , , , …의 방향

으로공전함에따라태양이별자리

사이를 ,̀` , , …의 위치

로옮겨가는것처럼관측된다.

그림Ⅲ-̀̀18 천구_̀ 하늘의 천체들은관측자를중심으로하여

커다란구에달라붙어있는것처럼보인다. 이렇게 표현한가상의

구를천구라고한다.

1

1' 2' 3'

2 3

지구의자전축이황도로부터기울어진각도는몇도(°)인가?

황도12궁: 지구에서볼때태양과같은방

향에 있는 별자리는 볼 수 없고, 태양의 반대

방향에있는별자리는한밤중에남쪽하늘에서

볼수있다.

월

태양이

지나는

별자리

한밤중에

남중하는

별자리

3

6

9

12

물병자리

황소자리

사자자리

전갈자리

사자자리

전갈자리

물병자리

황소자리

춘분점(̀3월21일경) 하지점(̀6월22일경) 추분점(̀9월23일경) 동지점(̀12월22일경)

태양이 천구의 적도를 남

쪽에서북쪽으로지날때

태양이 천구의 적도에서

북쪽으로 가장 멀리 떨어

져있을때

태양이 천구의 적도를 북

쪽에서남쪽으로지날때

태양이 천구의 적도에서

남쪽으로 가장 멀리 떨어

져있을때

▶지구의자전축은황도와약66.5˘기울어져있다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:37 PM 페이지125 DK

23.5$

23.5$

23.5$

23.5$N 23.5$S

126 Ⅲ. 태양계

지구의자전축은황도와약 66.5˘ 기울어져있기때문에계절에따라태양의일

주운동경로가달라진다. 그결과태양의고도와낮의길이가달라져지표면이

받는태양복사에너지의양이변하므로계절의변화가생긴다. 즉, 여름철에는

태양의남중고도가높고낮의길이가길기때문에단위면적당도달하는태양복

사에너지가많아날씨가덥다. 반대로, 겨울철에는태양의남중고도가낮고낮

의길이가짧기때문에날씨가춥다.

그림Ⅲ-̀̀19 지구의공전궤도와계절의변화

그림Ⅲ-̀̀20 계절에따른태양의일주운동경로와낮의길이

여름(하지) 겨울(동지)

그림Ⅲ-̀̀21 고위도지방에서의태양의일주운동_̀ 지구의자전축이기울어져있기때

문에극지방과고위도지방에서는여름철에해가지평선아래로지지않는현상이나타난다.

계절에따른태양의남중고도변화심화자료

춘분날과추분날에는햇빛이적도위를 90˘로비

추고, 하짓날에는햇빛이북위23.5 ,̆ 동짓날에는

남위23.5˘위를90˘로비춘다.

•춘분, 추분때: h=90˘-¨•하지때: h=90˘-¨+23.5˘

•동지때: h=90˘-¨-23.5˘

(관측자의위도: ̈ , 태양의남중고도: h)

태양복사에너지의입사량과기온

북반구에서지면에태양복사에너지가가장적게들어오는때는동지이

고, 가장많이들어오는때는하지이다. 그러나우리나라에서가장더울

때와추울때는하지와동지로부터약한달이지난때이다. 이러한현상

이나타나는것은지구의대기와바다가입사된태양복사에너지를저

장해두어가열과냉각되는데시간이걸리기때문이다.

태양의고도와밤낮의길이변화

태양의 일주 운동 경로가 달라지면

태양의 고도와 밤낮의 길이도 변한

다. 그 결과 지표면이받는태양복

사에너지의양이 계절에따라달라

진다.

남반구에서계절의변화

남반구에서 태양의 고도와

밤낮의길이변화는북반구

에서와는 반대로 나타나므

로, 계절의변화도북반구와

반대이다.

구분 태양복사에너지밤낮의길이태양의고도

하지 일년중가장높다. 일년중낮이가장길다. 일년중가장많이받는다.

동지 일년중가장낮다. 일년중낮이가장짧다. 일년중가장적게받는다.

춘·추분 하지와동지의중간이다. 밤낮의길이가같다. 하지와동지의중간이다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:37 PM 페이지126 DK

앙부일구는종로혜정교와종묘앞에설치한우리나라

최초의공동해시계로서, 글을모르는백성들을위해 12

지신을그림으로그려시각을쉽게알수있게하였다.

당시서양에서쓰이던해시계는그림자가닿는면이편

평한평면형이대부분이었지만, 앙부일구는오목형해시

계로만들어졌다. 또한앙부일구는청동으로몸통을만

든뒤검은칠을하고, 글자와선을은상감으로새겨넣

어예술품으로도손색이없다. 이와같은앙부일구는세

계어디에내놓아도자랑스러운해시계이며, 우리의과

학문화유산으로서도가치가매우큰유물이다.

앙부일구의 과학

1. 지구, 달, 태양 127

시각과계절읽기의원리_̀ 오목한 시계

판에 세로선 7줄과 가로선 13줄을 그었는

데, 세로선은시각을나타내는선이고, 가로

선은계절을나타내는선이다. 해가 동쪽에

서떠서서쪽으로지는동안생기는그림자

끝이시각선에비추어시간을알수있는원

리이다. 또 절기마다태양의고도가달라지

기 때문에 계절선에 나타나는 그림자 높이

가다른것을보고 24절기를알수있다.

8

6

16

18

10 1412

하지

춘·추분

동지

하루동안태양의움직임_̀ 하지때는태양의고도가높고, 동지때는태양

의고도가낮으므로영침의그림자끝이가장아래선에닿으면하지이고, 영

침의그림자끝이가장위의선에닿으면동지이다. 또한해가동쪽에서떠서

서쪽으로지므로하루동안그림자의끝은서쪽에서점점동쪽으로이동한다.

서양의시계

최초의시계는한개의막대를땅위에세웠던‘그노몬’

이었다. 최초의 해시계는 바빌로니아 이집트에서 만들

어져여러나라에전해졌다. 그러나해시계는밤이나날

씨가궂은날에는무용지물이었기때문에물시계, 모래

시계, 불시계등이고안되었다.

그후, 유럽에서는 18세기중엽부터 19세기말에걸쳐

1년마다평균을내어평균태양일을정하고, 이것을 24

등분한뒤시, 분, 초를이용해시각을나타냈다.

우리나라의시계

시각을측정하기위해많은기구를만들어사용했는데, 이기구들은

매우정교하여우리조상들의슬기와과학성을엿볼수있다.

①자격루: 자동으로시각을알려주는물시계이다. 이것은일정하게

흘러내리는물의양을재어시각을측정한다.

②혼천시계: 해와달, 별의움직임을측정하는기구로서, 서양의추

시계와동양의혼천의가결합된형태의시계이다. 장소의제약을

받지않아실내에서도시각을측정할수있다는장점이있다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:37 PM 페이지127 DK

달의모양변화와우리의생활

달은태양과마찬가지로둥근천체이다. 그러나달이눈썹모양으로보이기도

하고반원모양으로보이기도하는이유는무엇일까?

128 Ⅲ. 태양계

달을 관측하여 달의 모양과 위치 및

달이 뜨는 시각이 어떻게 변하는지

설명할수있다.

방위판, 필기도구

과정

목·표

준·비·물

관측달의관측

1⃞달의모양과위치는날짜가지남에따라어떻게변하는가?

2⃞초승달에서보름달까지변하는데에는며칠이걸리는가?

3⃞보름달이후에는달이뜨는시각이어떻게변하는지조사해보자.

해석

탐구 활동

날짜(음력) 달의 위치 달의 모양 달의 움직임

2일 서쪽 하늘

4일

서쪽지평선부근에서보이다가잠시후

지평선아래로진다.

초승달이보이는날부터해가진직후에달의모양과위치를관찰하고, 어떻게움직이는지

살펴본다. 이틀간격으로보름동안이과정을되풀이하여관찰한결과를다음표와같이

기록한다.

결과

1음력 2일경과 5일경에나타나는달은어떤모양인가?

2음력2일→8일→15일로가면서초저녁에보이는달의위치는어떻게변하는가?

탐│구│도│우│미

1. 달의위치를관측할때에는

방위판을 사용하여 정확한

위치와모양을기록해둔다.

2. 인터넷에서관측기간동안

의 달의 모양과 위치 변화

를 찾아보고, 자신의 관측

결과와비교해본다.

창의·인성

⋯ •달은스스로빛을내는천

체가 아니므로 햇빛을 받아 반사하

는부분만보인다. 따라서공전궤도

상의위치에따라모양이변한다.

•달이서쪽에서동쪽으로공전하므로

달이뜨는위치는매일동쪽으로이

동한다.

•달은하루에약 13˘씩동쪽으로공

전하므로관측자가지평면에서같은

위치에서달을보려면지구는약 50

분을더자전해야한다.

Tip수업

▶모두오른쪽이둥근초승달모양인데, 2일경보다5일경에달이더차오른다.

▶점점서쪽에서동쪽으로이동한다. 그결과음력2일은서쪽하늘, 8일은남쪽하늘, 15일은동쪽하늘에서보인다.

▶음력 2일경서쪽하늘에서보이던초승달은날짜가지남에따라상현달, 보름달모양으로변한다. 또달의위치도

동쪽으로이동하며, 음력15일경에는해가진직후동쪽지평선부근에서관측된다.

▶14일에서15일정도걸린다.

▶보름달은해가진직후동쪽하늘에서떠오르지만, 이후에는달이뜨는시각이매일50분가량늦어진다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:37 PM 페이지128 DK

매일밤같은시각에달을관측해보면보이는모양이다르고, 나타나는위치도

다르다.

음력 2일경해가진직후에서쪽하늘에서보이던초승달은날짜가지남에따라

모양이점차커지고, 그위치도동쪽으로조금씩이동한다. 음력 15일경에는보

름달이되어동쪽하늘에서관측되

고, 그후에는동쪽하늘에뜨는시

각이조금씩늦어지고모양도점차

작아진다.

위와같이달의모양과위치가변

하는이유는무엇일까?

달은 약 한 달에 한 바퀴씩 지구

주위를공전한다. 그런데달은햇빛

을받는부분만밝게보이기때문에

달의공전위치에따라지구에서보

이는모양이변하는것이다.

달은 하루에 약 13˘씩 서쪽에서

동쪽으로공전하므로달이뜨는시

각은 하루에 약 50분씩 늦어지고,

초저녁에보이는달의위치도매일

조금씩동쪽으로옮겨간다.

1. 지구, 달, 태양 129

15

12

10

8

6

4

2

그림Ⅲ-̀̀22 해가진직후달의모양과위치(날짜는음력)

그림Ⅲ-̀̀23 달의모양이변하는원리_̀ 공을든사람을지구라고가정하면손전등은

태양, 공은달에비유할수있다.

아래문장중틀린곳에밑줄을긋

고, 알맞게고쳐보자.

스스로해결하기

매일밤달이뜨는시각은하

루에 50분씩빨라지는데, 그 이

유는 달이 서쪽에서 동쪽으로

자전하기때문이다.

하룻밤동안달의운동

•상현달: 초저녁에남쪽하늘에나타

나서자정무렵에서쪽지평선아래

로진다.

•보름달: 초저녁에 동쪽 지평선에서

떠올라 자정 무렵에 남중하며, 새벽

에서쪽지평선아래로진다.

•하현달: 자정무렵에동쪽지평선위

로떠올라새벽에남중한다.

백도

달이지구둘레를공전하면서천구

상의별자리사이를이동하는길로,

황도와5˘ 정도기울어져있다.

늦어

공전

보름달 이후에는 달이 뜨는

시각이늦어지는까닭

달은매일 13˘지구둘레를공전

하므로, 달이 공전해 간 13˘를지구가 자전하는 데 50분이 걸

린다. 따라서달은하루에약 50

분씩늦게뜬다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:37 PM 페이지129 DK

우리가보는달빛은달이스스로만들어낸것이아니라, 햇빛이달에반사되어

보이는것이다. 달이태양과같은방향에있어서보이지않을때를삭이라고하

며, 태양의반대방향에있어서보름달이되는때를망이라고한다. 그리고삭과

망사이에서오른쪽이둥근반달이되는때를상현이라고하며, 왼쪽이둥근반달

이되는때를하현이라고한다.

그림Ⅲ-̀̀24 달의위치와모양변화

130 Ⅲ. 태양계

달의이름 날짜(음력)모양

삭 보이지않음 1일경

초승달

상현달

하현달

그믐달

보름달

오른쪽이둥근

눈섭모양

오른쪽이둥근

반달

왼쪽이둥근반

달

왼쪽이둥근눈

섭모양

둥근반달

2∼3일경

7∼8일경

22∼23일경

26∼27일경

15일경

달의공전주기는?

달의공전주기는별을기준으로한항성월과모양변화

를기준으로한삭망월이있다. 즉, 달은하루에약13ø 지구

둘레를공전하므로약 27.3일에지구둘레를한바퀴공전

하는데, 이를항성월이라고한다. 그런데달이공전하는동

안지구도태양둘레를공전하므로달의모양이한번바뀌

는데에는약29.5일이걸리는데, 이를삭망월이라고한다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:38 PM 페이지130 DK

1. 지구, 달, 태양 131

달의표면에는밝고어두운부분이어우러진무늬가있다. 달이지구주위를공

전하면서모양이변할때지구에서사진을찍어보면, 다음그림과같이달의모

양이변해도달의표면무늬는변하지않는것을알수있다. 이것은달이지구주

위를공전하는동안같은면이지구를향하고있기때문이다. 이와같은현상이

나타나는이유는무엇일까?

달은지구주위를공전하면서동시에자전하고있는데, 달이지구주위를한바

퀴공전하는동안한바퀴자전한다. 즉, 달의자전주기는공전주기와같기때문

에지구에서는달의한쪽면만볼수있고, 그반대쪽면은볼수없다.

해안지방에서생기는밀물과썰물은달과밀접한관계가있다. 즉, 달의인력

에의해바닷물이지구의양쪽으로쏠리는현상이일어나는데, 이때바닷물이밀

려들어와해수면이높아지는현상을밀물이라고하며, 바닷물이빠져나가해수면

이낮아지는현상을썰물이라고한다. 밀물과썰물때해수면의높이차는삭이나

망일때크게나타나고, 상현이나하현일때작게나타난다.

한편, 달이지구주위를공전하면서위치가달라지기때문에밀물과썰물이생

기는시각도매일조금씩늦어진다. 따라서옛날부터바다를터전으로살아온어

부와같은사람들의생활은달의운동과밀접한관련이있다.

그림Ⅲ-̀̀25 달의모양과무늬

그림Ⅲ-̀̀26 만조와간조때의해수면변화

만조와간조

밀물로바닷물이들어와해수면의

높이가가장높아질때를만조라고

하며, 썰물로 바닷물이 빠져 해수

면의 높이가 가장 낮아질 때를 간

조라고한다. 또만조와간조때해

수면의높이차를조차또는간만의

차라고한다.

만조 간조

달표면의무늬

둥근 공을 달이라 가정하고 표면

에찍은점 P를볼때, 달이한바

퀴공전할때한바퀴자전하면 P

점은항상지구를향하게된다.

P

P

P

P

달의뒷면심화자료

지구에서달을관측할때달은위상이변하

더라도 그 표면의 무늬는 항상 일정하다.

즉, 우리는늘달의한쪽면만볼수있는

데, 이러한현상은달의자전방향과공전

방향이같고, 자전주기와공전주기가약

27.3일로 같은 동주기 자전 현상 때문이

다. 달은항상같은면이지구를향하고있

기때문에오래전부터사람들은달의뒷면

에는무엇이있을지궁금해하였다.

달의뒷면은달탐사선에의해볼수있는

데, 탐사결과달의뒷면에는앞면보다훨씬

많은운석구덩이가있다는것이밝혀졌다.

조차의크기

세계에서조차가가장큰곳은캐나다

동안의펀디만으로서, 조차가최대

15m 정도이며, 우리나라의서해안

도최대 9m`̀정도이다. 조차는좁은

만이나 해협 또는 해안선이 복잡한

곳에서크게나타난다.

구분 사리 조금

정의 한달중조차가가장클때 한달중조차가가장작을때

일어나는때

달의위치

삭과망일때 상현과하현일때

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132 Ⅲ. 태양계

그림Ⅲ-̀̀27 개막이_̀ 개막이라는말에서‘개’는강이나내에바닷물이드

나드는곳을말한다.

그림Ⅲ-̀̀28 죽방렴_̀ 대나무어사리, 방전등으로불린다. 조차가크고물

살이세며수심이얕은갯벌에참나무와대나무를이용해만든장치를설치해

물고기를잡는다.

그림Ⅲ-̀̀29 진도(전라남도) 그림Ⅲ-̀̀30 무창포(충청남도보령)

개막이나죽방렴은조차가크게나타나고, 물길이좁고물살이빠른해역에날

개모양이나원통모양으로울타리처럼그물을쳐서밀물때들어온고기를썰물

때잡는전통어업방식이다. 이곳에서잡힌수산물은매우신선하기때문에최근

에도이러한전통방법을사용하고있으며, 체험학습장으로도인기가높다.

전라남도진도와충청남도보령의무창포해수욕장은바닷길이열리는현상으

로유명하다. 무창포해수욕장에서바다를양쪽에두고석대도로이어지는 S자

모양의바닷길은자연의신비로움을느끼게한다. 바닷길은음력보름이나그믐

날간조무렵에열리는데, 달의공전으로간조시각이달라지므로바닷길을체험

하려면바닷길이열리는시각을미리확인해야한다.

밀물과 썰물에의해 해수면이 규칙적으로 높아졌다 낮아졌다 하는 현상을무엇이라고

하는가?▶조석

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:38 PM 페이지132 DK

1. 지구, 달, 태양 133

음력은달의모양변화를기초로하여만든역법으

로서, 양력이도입되기전부터사용되어왔다. 정월대

보름, 단오, 설날과추석등우리의전통명절은음력

과관련이많다.

설날은음력문화권에서새해가시작되는첫날이되

므로그의미가깊다. 정월대보름은 1년중보름달이

뜨는첫째날이며, 쥐불놀이를하는풍속이남아있다.

추석은음력 8월 15일로서, 가을의한가운데날이

라는뜻으로중추절이라고부른다. 이날은밝은보름

달을볼수있는명절로서, 봄부터가꾼곡식과과일들

을수확하고한해농사의풍년을감사하는날이며, 동

시에내년의풍요를기리는의미를가진다.

음력과 24절기

예로부터우리조상들은달의운동을기준으로한역법을만들어사용하

였는데, 이것을음력또는태음력이라고한다. 음력은달의모양변화주기

를한달로하였으므로한달이 29일이나 30일이된다. 그리고 1년은 354

일정도이므로 3년에한번정도씩윤달을두었다.

음력을사용하면달의모양으로부터날짜나조석현상등을쉽게알수

있지만, 계절의변화와는잘맞지않았다. 이를보완하기위해조상들은황

도를 15˘ 간격으로등분한 24절기를사용하여계절의변화를생활에이용

하였다.

북반구에서 북쪽 하늘에 있는 별

들의일주운동방향과한시간동

안움직인각도를말해보자.

개념확인하기

장마철에 많은 비가 오면 강 하류 지

역의피해예방을위해서서해안의조

석을참고하는이유는무엇일까?

생활속문제해결하기

우리주변에는남쪽방향으로지은건

물이많다. 그 이유를태양의일주운

동과관련지어설명해보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

그림Ⅲ-̀̀31 조상들의단오절풍속(김홍도작)̀_ 단오는음력

5월 5일로서, 모내기를끝내고풍년을기원하는날이기도하다.

24절기참고자료|

태양이동지점을출발하여천구상을한바퀴도는경로에서15˘간격으로24등

분한지점을통과하는시점을 24절기라고한다. 24절기는음력을사용할때날

짜가계절과잘맞지않는불편함을보완하기위해1년동안의계절변화를알기

쉽도록만든것이다.

2월4일경

2월19일경

3월6일경

4월20일경

6월6일경

9월8일경

10월24일경

12월22일경

1월22일경

절기 날짜(양력) 특징

입춘(立春)

우수(雨水)

경칩(驚蟄)

곡우(穀雨)

망종(芒種)

백로(白露)

상강(霜降)

동지(冬至)

대한(大寒)

봄이시작된다는절기이다.

비가처음내린다는절기이다.

개구리가겨울잠에서깨어난다는절기이다.

보리가자라도록비가오는절기이다.

모내기를하는절기이다.

이슬이많이맺히는절기이다.

첫서리가내린다는뜻의절기이다.

‘겨울의한가운데’라는뜻의절기이다.

‘큰추위’라는뜻의절기이다.

우리고유의명절

구분 날짜(음력) 달의모양

설날

정월대보름

추석

1월1일

1월15일

8월15일

삭

망

망

▶남향의집은여름철에는한낮에태양의고도가높

아서햇빛이집안깊숙이들어오지않기때문에덜덥

고, 겨울철에는 한낮에도 태양의 고도가 낮아서 햇빛

이집안깊숙이들어오므로실내기온유지에유리하다.

▶북반구에서북쪽하늘의별들은북극

성을중심으로시계반대방향으로한시

간에15ø 일주운동을한다.

▶ 서해안에 밀물이 발생하면 강 하류 지역의

수위가높아지는데, 장마철에많은비가내리면

강물의수위가더욱높아지면서침수피해가발

생할수있기때문이다.

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일식과월식은먼옛날부터사람들의호기심과두려움의대상이되어온자연현상이다. 옛날사람들은밝게빛나던태

양이조금씩가려지다가마침내검은태양으로보이는것을두려워하였다. 그들에게는깜깜한밤에밝은보름달이귀퉁이

에서부터서서히사라져서붉은색만남는모습도충격적인모습이었다.

1503년신대륙을찾아가던콜럼버스는카리브해근처에서방향을잃고, 배까지파손되어항해가불가능하게되자, 배

를해안에정박하고수리하였다. 콜럼버스일행은원주민의도움으로음식과피난처를제공받을수있었지만, 얼마지나

지않아원주민들은외지에서나타난일행을점점경계하고콜럼버스일행의목숨을위협하기까지하였다. 위기에몰린

콜럼버스는마침월식이나타날조짐이보이자“하늘의노여움으로곧달이사라질것이다.”라고기지를발휘하였다. 잠

시후실제로월식이일어나자두려움에사로잡힌원주민들은달을원래대로돌려달라고간청했고, 콜럼버스는월식이

끝날때쯤에맞춰원주민의간청을들어주는척하였다. 다시보름달로돌아오는달의모습을본원주민들은콜럼버스가

섬에머무는동안많은편의를봐주었다.

한편, 태양－지구－달의순으로위치하게되면달이지구의그림자속에들어가게되어월식이일어난다. 달전체가지

구의본그림자속에들어가면개기월식이일어나고, 달의일부분이본그림자속으로들어가면부분월식이일어난다.

달이지구의둘레를공전하다가태양－달－지구의순으로일직선상에위치하게되면달이태양을가리게되어일식이

일어난다. 달의본그림자속에들어가는지역에서는태양전체가보이지않는개기일식이일어나고, 반그림자속에들어

가는지역에서는태양의일부분이보이지않는부분일식이일어난다.

일식과 월식

일식의원리 개기일식

134 Ⅲ. 태양계

부분일식

월식의원리 개기월식 부분월식

보충·심화일식과월식의관측

①관측지역: 일식은달의본그림자나반그림자에들어가는지역에서만관측되므로관측지역이한정적이지

만, 월식은밤이되는지역의어디에서나볼수있다.

②진행순서와지속시간: 일식은태양의오른쪽부터가려지며최대 8분정도지속되고, 월식은달의왼쪽부

터가려지며최대1시간40분정도지속된다.

③매달일식과월식이일어나지않는이유: 일식과월식은각각삭과망일때생기지만, 달의공전궤도는

지구공전궤도에대해`5˘ 정도기울어져있기때문에삭과망일때마다일식과월식이생기지는않는다.

개기월식때달이붉게보이는이유

햇빛이지구대기를통과할때파장이짧은파란빛은굴절률이커서멀리까지전달되지

못하고, 파장이긴붉은빛은굴절률이작아서멀리까지전달되어지구의본그림자속으

로들어가달을비추게된다. 따라서이빛이달에반사되기때문에달이붉게보인다.

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1. 지구, 달, 태양 135

옛날어떤마을에사또가부임해왔는데, 백성돌보

는일은뒷전이고밤마다잔치를벌여흥청망청놀

기만하였다. 그런데하루는잔치중에사또가불평을하

였다.

“오늘은 어찌하여달이보이질않는가? 달이 없으니

흥이나지않는구나.”

마침잔치에왔던한스님이그말을듣고대답을했다.

“사또, 오늘같은날어찌달이뜨겠습니까?”

스님은오늘은음력으로그믐이라서달이뜨지않는다

는의미로말했는데, 사또는이말을이해하지못하고엉

뚱한소리를했다.

“뭐라고? 그럼이고을에내가부임해와서달이안뜬

다는말인가?”

스님은사또가달이차고기우는원리를모르는것을

알아차렸다. 그래서사또를골려줄생각으로말하였다.

“그렇습니다. 사또의정성이모자라달이안뜨는것입

니다. 이 고을은새로부임한사또가부처님께공양하

지않으면달이뜨지않습니다.”

사또는그말을믿었다.

“그래? 그러면얼마를공양해야하느냐?”

“돈 50냥을바치시면달을볼수있을것입니다.”

사또는 다음날돈 50냥을절에보내고, 이틀 뒤에 또

잔치를벌였다. 그런데 해가지고날이어둑어둑해지니

정말로동쪽하늘에서눈썹같이생긴달이떠올랐다.

“옳지, 부처님께공양한보람이있구나.”

사또는기분이좋기는했지만, 아무래도달이작고희

미하다는생각이들었다.

“달이뜨기는했으나너무작고희미하구나. 좀 더 큰

달을뜨게할수는없는가?”

스님이그말에대답했다.

“사또께서돈 50냥을공양하였으니 50냥값어치만큼

달이뜨는것이지요. 돈을 좀더많이바치시면더큰

달을볼수있을것입니다.”

사또는다음날돈 100냥을절에보냈다. 그리고 5일후

에또잔치를하면서보니, 오른쪽이둥근반달이보였다.

그러나사또는아직도달이마음에들지않았다.

“달이더밝고커진것은틀림없는데, 아직내성에차

지않는구나.”

스님이가만히대답을했다.

“저달은사또께서바치신 100냥값어치의달입니다.

돈 1,000냥이면더큰달을볼수있을것입니다.”

그래서 사또는 또 돈 1,000냥을 절에 보내

고, 일주일후에또잔치판을벌였다. 하늘이

어두워지자마침내서쪽하늘에서쟁반같

이둥근달이떠올랐다.

“허허, 이제야달이제대로떴구나!”

사또는밤늦도록둥근달을보며잔치

를벌였다.

달을 산 사또

1 이 글에서 과학적으로 옳지 않은 부분을

찾아 수정해 보자.

2 사또가 본 달의 모양을 순서대로 서술해

보자.

글쓰기

서쪽

동쪽

▶초승달→상현달→보름달

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136 Ⅲ. 태양계

고구려의 고분 벽화에서는 다리가 세

개 달린 까마귀 그림이 발견되며, 옛 문헌

에는태양속에까마귀가산다는내용이등장

하기도한다. 태양표면에서볼수있는검은무늬

는무엇일까?

태양1-3Ⅲ.

태양계

태양은태양계에서스스로빛과열을방출하는유일한별이다. 태양은고온의

수소와헬륨가스등으로구성되어있는구형의천체로서, 막대한에너지를우주

공간으로방출하고있다.

우리눈에보이는태양의둥근표면을광구라고하는데, 이곳에서는쌀알무늬와

흑점을볼수있다.

쌀알무늬는태양내부의에너지가표면으로분출되는대류에의한현상으로서,

마치쌀알을흩뿌려놓은것처럼보인다. 태양표면에검게보이는크고작은점

들을흑점이라고하는데, 표면온도가약 6,000æ인주위에비해흑점은온도가

4,000æ 정도로낮기때문에어둡게보이는것이다.

흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점흑점

쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬쌀알무늬

그림Ⅲ-̀̀32 태양의표면(광구)

•태양에서나타나는여러현상을

설명할수있다.

•태양 활동이 지구에 미치는 영

향을말할수있다.

학습 목표

⋯ •태양 표면의 사진을 보

고관측되는쌀알무늬와흑점의특

징을설명한다.

•태양의 대기에서 나타나는 현상이

평소에 보이지 않는 이유에 대해

생각하게 하고, 각각의 현상에 대

해설명한다.

•태양 활동이 활발할 때 발생하는

자기폭풍으로인한델린저현상이

나오로라에대해설명한다.

Tip수업

태양의특성

구성물질 고온의수소와헬륨가스등으로구성되어있다.

크기

밀도

질량

온도

반지름이약7.0_10fi km로, 지구반지름의약109배이며, 부피는지구의약130만배나된다.

태양은가벼운기체물질로구성되어있기때문에평균밀도가약1.4 g/cm‹로, 지구보다훨씬작다.

지구질량의약33만배이며, 태양계전체질량의99.8%이상을차지한다.

태양의표면은약6,000æ, 중심부는약1,500만æ이다.

흑점의온도가낮은이유

흑점에서는태양의자기장에의해에너지상승이방해를받아에너지가잘전달되지않는다.

그결과흑점은주변보다온도가낮다.

태양의에너지는어떻게생성될까?

태양의구성성분은주로수소와헬륨

인데, 높은 온도와 압력에서 수소의 원자

핵이융합할때막대한양의빛과열에너

지가방출된다. 이중지구에도달하는에

너지는태양이방출하는에너지의 20억분

의1에불과하지만, 지구상의모든생명체

가살아가는데필요한에너지의근원이되

고, 날씨변화를일으키는원동력이된다.

112~139 3단원①-ok 2014.12.24 7:38 PM 페이지136 DK

1. 지구, 달, 태양 137

흑점을매일관측해보면모양과크기가조금씩변하면서, 위치가동쪽에서서

쪽으로이동해가는것을볼수있다. 흑점의위치가변하는것은태양이자전하

기때문에나타나는현상으로서, 흑점의이동속도를조사하면태양의자전주기

를알수있다. 태양은기체로되어있기때문에적도부근에서는자전속도가빠

르고극부근에서는느리다. 그결과자전주기가위도에따라다르게나타나는

데, 태양의자전주기는평균 27일정도이다. 흑점수는약 11년을주기로많아

졌다적어지는현상이반복된다.

태양의대기는희박한가스층으로서, 광구보다밝지않기때문에평

소에는잘볼수없지만, 개기일식때광구가가려지면볼수있다.

광구위쪽으로 10,000 km 정도두께의붉게보이는대기층을채층

이라고한다. 채층위로수십만 km 높이까지고리나불

기둥모양으로솟구쳐오르는현상이나타나기도하는데,

이러한현상을홍염이라고한다. 또흑점주변에서는가끔

폭발현상으로막대한에너지가방출되는현상인플레어가

나타나기도한다.

코로나는 태양 표면 위로 수백

만 km까지뻗어있는태양의최

상층대기로서, 진주색으로보이

며, 온도는 100만 æ 이상으로

매우높다.

그림Ⅲ-̀̀33 태양표면에서흑점이이동하는모습

3월 26일 3월 27일 3월 28일 3월 29일 3월 30일 3월 31일 4월 1일 4월 2일

태양 활동과 흑점의 관계, 흑점의

증가와감소가지구에미치는영향

을조사해보자.

인터넷 과학 세상속

검색 흑점과지구

코로나

홍염

채층

그림Ⅲ-̀̀34 태양의대기

흑점의크기와수명

흑점은 지름이 약 1,000 km∼수

만 km로, 크기가 매우 다양하다.

수명은 작은 것은 수일 이내부터

큰것은수개월에이른다.

쌀알무늬

흑점

•광구면아래의대류현상때문에나타나는쌀

알모양의무늬

•주변보다온도가낮아검게보인다.

•약11년을주기로그수가많아진다.

•태양의자전때문에계속해서동`→`서로 이동

한다.

흑점의 이동 속도가 적도가

극 쪽보다 빠르므로 태양은

기체상태라는것을알수있

다. 태양의자전주기는적도

가 약 25일, 극이 약 35일로

평균27일정도이다.

채층

플레어

홍염

코로나

광구바로위에있는붉은색의얇은대기층

주로흑점주변에서격렬하게일어나는폭발현상

채층위로수십만 km까지솟아오르는고리나기둥

모양의불꽃

채층바깥으로넓게퍼져있는진주색의희박한가스층

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138 Ⅲ. 태양계

태양활동의영향

우리눈에보이는태양은매우평온한모습으로보인다. 그러나망원경이나지

구밖의탐사선에서태양을관측해보면태양은매우격렬한활동을하고있다.

태양의활동은지구에어떤영향을미칠까?

태양의흑점수가많을때에는태양의활동이활발해지고홍염이나플레어가많

이발생한다. 이시기에는전기를띤입자들이태양에서많이방출되는데, 이것을

태양풍이라고한다. 태양풍이강해지면지구도많은영향을받는다.

태양으로부터지구에도달하는입자가많아지면지구대기의상층에있는전리

층을교란시켜전파통신에장애를일으키는델린저현상이발생한다. 또인공위성

의전자장비에영향을주어장애를일으키기도하고, 극지방에서는오로라현상

이자주나타난다. 오로라는태양에서온전기를띤입자가지구대기와부딪히면

서빛을내는현상이다.

태양의광구에서볼수

있는것은무엇인가?

개념확인하기

태양의쌀알무늬가쌀알을흩뿌

려 놓은 것처럼 보이는 이유를

설명해보자.

문제응용하기

가까운미래에태양활동이매우활발해지는시기를

조사해보고, 활발한태양활동이지구에미치는영향

에대비하는방안을찾아보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

그림Ⅲ-̀̀35 태양풍

전리층

햇빛에의해공기분자가이온화되

어 자유 전자와 이온이 밀집된 지

역으로서, 전파를흡수하거나반사

해무선통신을할수있게한다.

델린저현상참고자료|

델린저(Dellinger, J. H. ; 1886~1962)는미국의물리학자

이자 전기학자로서, 전리층과 우주선이 라디오 파에 미치는

영향을연구하여1935년에‘델린저현상’을발견하였다.

델린저현상은태양표면의폭발현상으로방출된하전입자

들이태양풍에실려지구에도달할때생긴자기폭풍이지구

대기의전리층을교란시켜단파통신이일시적으로두절되는

현상이다.

오로라

태양에서방출된하전입자는지구자기권으로들어오면지구

자기장을 따라 이동하여 양극으로 모여든다. 이때 대기권의

공기입자와충돌하여공기입자를이온화시키게되는데, 기

체의종류에따라각기다른파장의빛을방출한다. 산소원자

는낮은고도에서는녹색광(파장 557.7 nm), 높은고도에서

는적색광(파장630 nm)을방출하며, 질소분자는청색광(파

장 427.8 nm)을방출한다. 즉, 대기중의기체가태양으로부

터온대전된입자의에너지를흡수하고재방출할때나오는

빛이오로라인것이다.

▶2013년에태양활동이강해져흑점수가많아졌는데, 약11년

후인 2024년경에다시태양활동이활발해질것으로예상된다.

태양활동이활발할때발생하는강력한태양풍을근본적으로차

단하는방법은없으나과전류에의한기기의오작동및파손을방

지하기위해전기를일시적으로차단하거나, 무선통신의장애에

대비하여별도의통신수단을마련한다.























































































































































































































































▶쌀알무늬는태양의광구아래에서일

어나는대류때문에나타나는현상이다.

이때밝게보이는부분은뜨거운물질이

상승하는곳이고, 어두운부분은냉각된

물질이하강하는곳이다.














































































































































































































▶ 태양의 광구에서는 쌀알

을흩뿌린것처럼보이는쌀

알무늬와, 크고 작은 검은

점들인흑점을볼수있다.

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지구는매우커다란자석이라고볼

수있다. 막대자석에철가루를뿌리면

자석의한쪽끝에서다른쪽끝으로뻗어

나가는자기력선을확인할수있는데, 지구

역시그와비슷한모양의자기력선을만든다.

이와같이지구주변에자기력선이형성된공간을지

구자기권이라고한다.

태양과지구는태양으로부터오는대전된입자들의흐름에의해연결되어있다. 태양풍이라고불리는이흐름

은약 450 km/s의속도로입자와자기장을운반한다. 태양풍은태양활동의영향을받는데, 태양의흑점과관

련된폭발인플레어는태양풍의돌풍을일으키는원인으로알려져있다.

자기권은정전기에의해대전된물체들을밀어내는데, 실제로지구로향하는전기를띤입자들은지구자기권

에의해밀려나고있다. 지구자기권이없으면태양풍은대기에닿게되고, 땅위의생명체는강한에너지에직

접노출될수있다.

이와같이지구자기권은지구를보호하는역할을하지만, 태양풍

과지구자기장사이에서일어나는상호작용은우리의생활

에많은영향을미치고있다. 태양풍이강하게몰아치는

동안에자기폭풍은오로라를만들어내기도하고,

라디오와텔레비전의전파장애, 선박과비행기들

의항해에문제를일으키기도하며, 갑작스러운

정전의원인이되기도한다. 또한우주공간에

서는인공위성과우주선의고장을일으키기

도한다.

지구의 보호막, 지구 자기권

1. 지구, 달, 태양 139

밴앨런대(VanAllen Belt)

태양풍에서지구의자기권내부로

유입된하전입자의대부분은지구

주위의자기력선에붙잡히게되어

지구를중심으로하전입자들이도

넛 모양으로 분포하게 되는데, 이

를밴앨런대라고한다. 밴앨런대는

가까이는적도상공약 3,000 km

에서부터멀리는지구반지름의약

10배의공간까지퍼져있다.

자기폭풍

태양에서 방출된 대전 입자에 의해 지구

자기장이 갑자기 강해지는 현상으로서,

1741년에스웨덴의천문학자셀시우스가

오로라변화를통해최초로발견하였다.

자기 폭풍은 오로라 발생에도 영향을 미

친다. 오로라는 극지방에서 일어나는 현

상이지만, 거대한자기폭풍이일어날때

에는낮은위도에서도발생할수있다.

자기 폭풍이 일어날 때 극지방의 상공에

서는 오로라의 발생뿐만 아니라 강력한

전류도 함께 발생한다. 전류는 전리층을

따라 흐르는 동안 지상에 위치하는 송전

선이나송유관, 원유등과같은거대한도

체에유도전류를발생시켜지구에큰피

해를일으킬수있다.

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지학사 중학교 과학3...

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