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[섭섭박사의 메이커스쿨] 페트병으로 우주를 본다? 천체망원경 만들기

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2018년 07월 27일 15:36 프린트하기

※편집자주. 밤하늘에 빛나는 별을 더욱 아름답게 감상할 수 있는 좋은 방법은 무엇일까? 바로 천체망원경을 통해 별을 더욱 자세히 보는 것이다. 천문대까지 가는 게 쉽지 않다면 페트병으로 천체망원경을 직접 만들어서 집에서도 별을 볼 수 있다. 섭섭박사님과 함께 만들어 보자! 

 

 

1608년, 네덜란드에서 안경점을 운영하던 ‘한스 리퍼세이’는 재미있는 현상을 발견했어요.  볼록렌즈와 오목렌즈를 겹친 채로 주변을 보았더니 멀리 있는 물체가 마치 가까이 있는 것처럼 크고 선명하게 보였던 거죠. 세상에 처음으로 망원경이 등장하는 순간이었답니다. 당시 리퍼세이가 만든 망원경은 물체를 3배 정도 크게 볼 수 있었지요.


이탈리아의 천문학자 ‘갈릴레오 갈릴레이’는 망원경의 발명에 큰 관심을 보였어요. 망원경으로 밤하늘을 보면 눈으로 볼 수 없었던 작은 별들을 볼 수 있을 거라 생각한 거죠. 이 예상은 적중했고, 갈릴레이는 망원경을 이용해 목성의 위성을 발견했답니다. 이 발견은 ‘우주의 모든 천체는 지구를 중심으로 회전한다’라는 기존의 생각을 뒤집는 계기가 됐죠.

 

완성된 거대마젤란망원경의 상상도 - GMTO Corporation (Wikipedia) 제공
완성된 거대마젤란망원경의 상상도 - GMTO Corporation (Wikipedia) 제공


망원경의 성능은 계속 좋아지고 있어요. 2023년 첫 관측을 목표로 제작 중인 세계 최대의 광학망원경, ‘거대마젤란망원경’은 구경의 크기가 25m에 이른답니다. 이 망원경은 달에 켜진 촛불도 관측할 수 있지요.  

 

 

●  천체망원경 만들기 

 

천체망원경 만들기 - 어린이과학동아 15호호(8.1발행) 제공
천체망원경 만들기 - 어린이과학동아 15호호(8.1발행) 제공

 

● 미션1 : 망원경으로 또렷하게 보려면? 

 

우선 페트병, 경통, 접안렌즈, 대물렌즈를 이용해서 망원경을 만들었어요. 그런데 완성된 망원경으로 주변을 살피던 조하윤 어린이 기자가 고개를 갸웃거리며 섭섭박사님을 불렀어요. 

 

망원경을 조립하고 있는 모습 - 어린이과학동아 제공
망원경을 조립하고 있는 모습 - 어린이과학동아 제공

“섭섭박사님, 렌즈에 뭐가 묻은 것 같아요.”


실제로 망원경은 앞이 뿌옇게 보였어요. 하지만 렌즈에는 아무것도 묻어 있지 않았답니다. 섭섭박사님은 망원경의 ‘초점’을 맞춰야 한다고 가르쳐 주셨어요. 


초점은 렌즈에 의해 굴절된 빛이 한 곳으로 모이는 점이에요. 어린이 기자단 친구들이 만든 망원경의 경우 두 개의 볼록렌즈가 사용되는데, 이 두 렌즈의 초점이 일치할 때에만 앞을 또렷하게 볼 수 있답니다. 두 렌즈의 초점을 맞추기 위해선 렌즈 사이의 거리를 정확히 조절해야 해요.

 

접안렌즈가 설치된 페트병과 대물렌즈가 설치된 경통을 앞뒤로 움직이며 사물이 또렷하게 보이는 순간을 찾았답니다.   

 

 

● 미션2: 세상이 거꾸로 보인다?

 

초점까지 모두 맞춘 친구들은 망원경으로 주변을 관측하기 시작했어요. 섭섭박사님은 기자단 친구들을 위해 실내에서 할 수 있는 미션을 준비했답니다. 바로, ‘멀리 떨어져 있는 글자 읽기’였지요. 그런데 의기양양하게 미션에 도전한 어린이 기자단은 당황하기 시작했어요. 

어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공

“글자가 거꾸로 보여요! 망원경 속 세상이 거꾸로 움직이는 것 같아요.”


이렇게 물체가 거꾸로 보이는 현상은 두 개의 볼록렌즈를 이용한 ‘케플러식 망원경’의 특징이에요. 렌즈를 이용하는 ‘굴절 망원경’은 볼록렌즈만을 사용하는 ‘케플러식’과 볼록렌즈와 오목렌즈를 함께 사용하는 ‘갈릴레이식’으로 나뉘어요. 갈릴레이식은 물체가 똑바로 보이지만 시야가 좁고, 케플러식은 시야가 넓지만 물체가 거꾸로 보이지요.   

 

그래서 비교적 넓은 시야가 필요 없는 무대 관람용 망원경은 갈릴레이식 망원경이 쓰여요. 반대로 넓은 천체를 관측할 때엔 케플러식 망원경이 주로 쓰인답니다.  

 

● 집에서도 만들어 봐요~! 천체망원경 키트 

 

하늘의 별자리, 달 등을 관찰하려면 어디로 가야 할까요? 천문대에 가야만 할 것 같지만, 집에서도 직접 천체망원경을 만들어서 밤하늘을 관찰할 수 있답니다. 페트병을 잘라 렌즈를 끼우고, 키트를 조립하기만 하면 간단하게 천체망원경 완성! 천체망원경을 만들며 망원경의 원리도 함께 배워 보세요. 바로가기☞ www.scimall.co.kr

페트병으로 만드는 천체망원경 -과학동아몰 제공

페트병으로 만드는 천체망원경 -과학동아몰 제공

 

 

● 과학동아천문대에 가다


섭섭박사님과 기자단 친구들이 열심히 망원경으로 글자 읽기 미션을 수행하고 있을 무렵, 누군가 슬그머니 기자단 친구들 곁으로 다가왔어요. 다름 아닌, 과학동아천문대장님이었답니다. 이번 메이커 스쿨에 참여한 기자단 친구들에게 천체 관측 특별 강의를 해 주시러 온 거지요. 

 

섭섭박사님과 함께한 망원경만들기 - 어린이과학동아 제공
섭섭박사님과 함께한 망원경만들기 - 어린이과학동아 제공

기자단 친구들은 천문대장님을 따라 과학동아천문대로 향했어요. 거기에서 실제 천체망원경을 구경했답니다! 이 천체망원경은 구경이 무려 200mm로, 토성의 고리나 성단, 성운을 볼 수도 있지요. 기자단 친구들은 이곳에서 실제 천체망원경의 구조와 작동원리에 대해 자세히 배웠답니다. 

과학동아천문대 제공
과학동아천문대 제공

이번 메이커 스쿨에 참여한 김제민 어린이 기자는 “학교에서 별자리에 대해 배운 뒤, 천체 관측에 대해 관심이 많았다”며, “이번 기회에 직접 천체망원경을 만들고 실제 천체망원경도 구경할 수 있어서 무척 뜻깊었다”고 소감을 말했어요. 천문대가기 ☞http://star.dongascience.com/

 

 

*출처: 어린이과학동아 2018년 13호(8월1일 발행) 

*도움: 더타임 

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