다면체

과학실험실

과학실험은 과학적 가설과 목표를 세우고 발견과 관찰을 통해 증명을 하는 과정입니다.
오늘 하루 여러분도 과학자가 되어 다면체를 이용한 실험도 해보고, 다면체가 어떻게 결합되는지 알아봅시다.
또한 이 실험으로 다면체의 구조적 안정성과 형태적 효율성을 체험해보세요!

다면체는 삼각형, 사각형과 같은 도형으로 이루어진 3차원 입체도형을 말합니다.
다면체는 대칭적이고 규칙적인 모양을 가지고 있어 균형을 느낄 수 있으며, 구조의 안정성과 형태적 효율성을 지닙니다.
때문에 다면체는 원자단위부터 우주의 은하 단위까지 다양한 규모로 자연에서 발견되며, 이때 자가조립(Self-assembly)이라는 방식을 가지고 다면체를 만듭니다.

01. 과학자가 되어보자!

실험에서 첫 번째 중요한 과정은 목표를 설정하여 실험 계획을 세우고, 과정을 올바르게 따르는 것입니다.
여러분이 할 실험의 목표는 조각난 다면체들을 다시 원래 모습으로 합치는 다면체 자가조립 실험을 통해
다면체의 안정성을 아는 것 입니다.

실험의 계획은 이미 실험 지시서에 적혀 있습니다. 올바른 실험을 위해 계획된 과정을 따라 실험해 보세요.
실험 지시서의 뒷면에는 여러분만의 연구 노트가 있습니다. 실험이 끝나면 결과를 연구노트에 기록해 보세요.
그럼 이제 과학자가 되어 볼까요?

02. 실험에 알맞는 복장을 착용해주세요.

Q1. 실험에 알맞는 복장은 무엇일까?

소방관은 방화복을 입어 화재로부터 몸을 보호하고, 의사는 수술 시 수술복을 입어 환자의 세균 감염을 예방합니다.
이와 같이 과학자도 실험할 때 본인의 안전을 지키고, 실험에 영향을 미치지 않기 위해서 알맞은 복장과 기구를 착용해야 합니다.
(착용해야 하는 복장은 일반적으로 아래 사진과 같습니다.)

Q2. 긴급 상황 시에는 어떻게 해야할까?

실험에 알맞는 복장을 착용하지 않으면 어떤 일이 일어날까요?
화학물질이 눈이나 몸에 튀어 실명이 되거나 몸에 큰 상처가 날 수 있습니다. 또한, 화학물질들의 성질을 제대로 알지 못하고
실험을 하게 되면, 화학물질들이 서로 반응하여 불이 날 수 있고 실험자가 화상을 입을 수 있습니다.
이처럼 실험자가 마주할 수도 있는 여러가지 위급한 상황들에 대처하기 위해서, 실험실 바깥 곳곳에는 세안기 및 비상 샤워기가 존재합니다.

03. 실험에 필요한 플라스크를 가져가세요.

실험 지시서를 따라 하면서 다면체가 만들어지는 과정을 관찰해 보고, 아주 작은 크기의 분자 • 원자들의 자가조립 또한 상상해 보세요.

<실제 실험 지시서>

01. 과학자가 되어보자!

실험에서 첫 번째 중요한 과정은 목표를 설정하여 실험 계획을 세우고, 과정을 올바르게 따르는 것입니다.
여러분이 할 실험의 목표는 조각난 다면체들을 다시 원래 모습으로 합치는 다면체 자가조립 실험을 통해
다면체의 안정성을 아는 것 입니다.

실험의 계획은 이미 실험 지시서에 적혀 있습니다. 올바른 실험을 위해 계획된 과정을 따라 실험해 보세요.
실험 지시서의 뒷면에는 여러분만의 연구 노트가 있습니다. 실험이 끝나면 결과를 연구노트에 기록해 보세요.
그럼 이제 과학자가 되어 볼까요?

02. 실험에 알맞는 복장을 착용해주세요.

Q1. 실험에 알맞는 복장은 무엇일까?

소방관은 방화복을 입어 화재로부터 몸을 보호하고, 의사는 수술 시 수술복을 입어 환자의 세균 감염을 예방합니다.
이와 같이 과학자도 실험할 때 본인의 안전을 지키고, 실험에 영향을 미치지 않기 위해서 알맞은 복장과 기구를 착용해야 합니다.
(착용해야 하는 복장은 일반적으로 아래 사진과 같습니다.)

Q2. 긴급 상황 시에는 어떻게 해야할까?

실험에 알맞는 복장을 착용하지 않으면 어떤 일이 일어날까요?
화학물질이 눈이나 몸에 튀어 실명이 되거나 몸에 큰 상처가 날 수 있습니다. 또한, 화학물질들의 성질을 제대로 알지 못하고
실험을 하게 되면, 화학물질들이 서로 반응하여 불이 날 수 있고 실험자가 화상을 입을 수 있습니다.
이처럼 실험자가 마주할 수도 있는 여러가지 위급한 상황들에 대처하기 위해서, 실험실 바깥 곳곳에는 세안기 및 비상 샤워기가 존재합니다.

03. 실험에 필요한 플라스크를 가져가세요.

실험 지시서를 따라 하면서 다면체가 만들어지는 과정을 관찰해 보고, 아주 작은 크기의 분자 • 원자들의 자가조립 또한 상상해 보세요.

<실제 실험 지시서>

실험결과

관찰과 기록

다면체 블록의 자가조립에 성공하셨나요? 다면체의 안정성과 효율성을 확인한 것입니다.
그렇다면 완성한 다면체를 관찰해 보아요.
실험의 결과를 관찰하고 기록하는 일은 굉장히 중요하답니다. 관찰을 통해 새로운 사실을 알 수 있고,
결과를 기록하고 남겨야 사람들에게 발견한 사실을 알릴 수 있어요.

자가조립한 다면체를 보고 모양과 조립과정을 떠올려 보며 아래와 같은 사항들을 생각해보세요.
Q. 시간은 얼마나 걸렸나요?
Q. 모양은 기대한 대로 조립 되었나요?

그럼 아래 과정을 따라 다면체를 관찰하고 연구노트에 기록해 보세요.

관찰 상상 표현

여러분은 만들어진 다면체를 보고 어떤 생각이 떠올랐나요?

위대한 17세기 천문학자인 요하네스 케플러도 다면체에서 영감을 받아 천체 모형을 구체화했답니다.
그는 정다면체들을 배열하고, 배열한 정다면체들과 접하는 구들이 6개 행성 (수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성)들이
돌고 있는 각각의 궤도와 일치한다고 믿었습니다.
나중에 행성들이 구가 아닌 타원 궤도로 회전하고 있다는 사실을 알고 나서는 이 천체 모형을 스스로 없애야 했지만요.

여러분도 만든 다면체를 관찰하고, 상상하고, 표현해보면서, 과학의 즐거움을 누려보세요!

내가 만드는 보석 화학 결정

실제 실험실에서는 구리, 아연 등의 금속과 유기물의 자가조립을 통해 보석처럼 반짝이는 결정을 만들어 냅니다.
만들어진 결정은 금속-유기 골격체 혹은 금속-유기 다면체로 불리는데, 여러분이 오늘 체험한 것과 같은 다면체 형태를 가지고 있습니다.
다양한 금속과 유기물을 사용하여 만들어진 금속-유기 골격체들이 준비되어 있으니 광학현미경을 통해 관찰해 보세요.

우리를 둘러싼 다면체

Q. 다면체 자가조립을 완성하셨나요?

다면체는 수학이나 화학 실험실 뿐만 아니라, 우리 주변에서도 계속 존재해왔습니다.
자연, 과학, 예술, 건축, 그리고 역사 속에 나타난 다면체들을 발견해보고, 다면체가 여러 분야를 연결하는 형태 언어로 사용되고 있음을 확인해 보세요.

다면체

과학실험실

과학실험은 과학적 가설과 목표를 세우고 발견과 관찰을 통해 증명을 하는 과정입니다.
오늘 하루 여러분도 과학자가 되어 다면체를 이용한 실험도 해보고, 다면체가 어떻게 결합되는지 알아봅시다.
또한 이 실험으로 다면체의 구조적 안정성과 형태적 효율성을 체험해보세요!

다면체는 삼각형, 사각형과 같은 도형으로 이루어진 3차원 입체도형을 말합니다.
다면체는 대칭적이고 규칙적인 모양을 가지고 있어 균형을 느낄 수 있으며, 구조의 안정성과 형태적 효율성을 지닙니다.
때문에 다면체는 원자단위부터 우주의 은하 단위까지 다양한 규모로 자연에서 발견되며, 이때 자가조립(Self-assembly)이라는 방식을 가지고 다면체를 만듭니다.

01. 과학자가 되어보자!

실험에서 첫 번째 중요한 과정은 목표를 설정하여 실험 계획을 세우고, 과정을 올바르게 따르는 것입니다.
여러분이 할 실험의 목표는 조각난 다면체들을 다시 원래 모습으로 합치는 다면체 자가조립 실험을 통해 다면체의 안정성을 아는 것 입니다.

실험의 계획은 이미 실험 지시서에 적혀 있습니다. 올바른 실험을 위해 계획된 과정을 따라 실험해 보세요.
실험 지시서의 뒷면에는 여러분만의 연구 노트가 있습니다. 실험이 끝나면 결과를 연구노트에 기록해 보세요.
그럼 이제 과학자가 되어 볼까요?

위험을 알려줘요!

GHS(Globally Harmonized
System, 화학물질 분류 및 표지에
관한 세계 조화 시스템)란 국제적으로
통일된 기준에 따라 화학물질의
유해성과 위험성을 분류 및 표시하고
경고하는 방법입니다.
안전한 실험실 환경을 위해 꼭 알아야
하는 GHS, 각각이 어떤 위험을
경고하는 것인지 확인해보세요.

02. 실험에 알맞는 복장을 착용해 주세요.

Q1. 실험에 알맞는 복장은 무엇일까?

소방관은 방화복을 입어 화재로부터 몸을 보호하고, 의사는 수술 시 수술복을 입어 환자의 세균 감염을 예방합니다.
이와 같이 과학자도 실험할 때 본인의 안전을 지키고, 실험에 영향을 미치지 않기 위해서 알맞은 복장과 기구를 착용해야 합니다.
(착용해야 하는 복장은 일반적으로 아래 사진과 같습니다.)

1. 실험 장갑
시약이 손에 묻거나, 손의 피부로 스며들어
생길 수 있는 신체 손상을 막기 위해 착용합니다.

2. 보안경
시약이 눈으로 튀어 시각 손상 및 실명이
될 수 있는 위험을 막기 위해 착용합니다.

3. 실험복
화학물질이 신체에 튀어 발생할 수 있는
손상 및 화재 등의 위험을 막아 줍니다.

Q2. 긴급 상황 시에는 어떻게 해야할까?

실험에 알맞는 복장을 착용하지 않으면 어떤 일이 일어날까요?
화학물질이 눈이나 몸에 튀어 실명이 되거나 몸에 큰 상처가 날 수 있습니다. 또한, 화학물질들의 성질을 제대로 알지 못하고
실험을 하게 되면, 화학물질들이 서로 반응하여 불이 날 수 있고 실험자가 화상을 입을 수 있습니다.
이처럼 실험자가 마주할 수도 있는 여러가지 위급한 상황들에 대처하기 위해서, 실험실 바깥 곳곳에는 세안기 및 비상 샤워기가 존재합니다.

*세안기
화학물질이 실험자의 눈에 튀었을 경우에,
즉시 눈을 씻기 위한 장치입니다.
오른쪽의 네모난 철판을 누르면 세안기에서
물이 나옵니다.

*비상샤워기
화학물질이 실험자의 전신에 튀었을 경우에,
즉시 온몸을 씻기 위한 장치입니다.
부채꼴 모양의 레버를 잡아당기면 샤워기에서
물이 나옵니다.

03. 실험에 필요한
플라스크를 가져가세요.

실험 지시서를 따라 하면서 다면체가 만들어지는 과정을 관찰해 보고, 아주 작은 크기의 분자 • 원자들의 자가조립 또한 상상해 보세요.

실험 순서

[ STEP 01 ]
실험 지시서에 적힌 실험 목표에 알맞은 블록 조각들을 고르세요.

[ STEP 02 ]
고른 블록 조각들을 저울에 올려 각 조각의 무게를 측정하고, 실험 지시서에 기록해보세요.

[ STEP 03 ]
삼각 플라스크에 고른 조각들을 넣고, 타이머나 모래시계를 시작합니다.
다면체가 만들어질
때까지 손이나 기구를 이용해 흔들어주세요.

실험결과

관찰과 기록

다면체 블록의 자가조립에 성공하셨나요?
다면체의 안정성과 효율성을 확인한 것입니다.
그렇다면 완성한 다면체를 관찰해 보아요.
실험의 결과를 관찰하고 기록하는 일은 굉장히 중요하답니다. 관찰을 통해 새로운 사실을 알 수 있고, 결과를 기록하고 남겨야 사람들에게 발견한 사실을 알릴 수 있어요.

자가조립한 다면체를 보고 모양과 조립과정을 떠올려 보며 아래와 같은 사항들을 생각해보세요.
Q. 시간은 얼마나 걸렸나요?
Q. 모양은 기대한 대로 조립 되었나요?

그럼 아래 과정을 따라 다면체를 관찰하고 연구노트에 기록해 보세요.

관찰과 기록 과정

[ STEP 01 ]
만들어진 다면체를 여러 방향으로 관찰해보세요.

[ STEP 02 ]
현미경 모양의 즉석사진기에 올려놓고, 즉석사진을 찍어보세요.
*주의 사진이 인화 될 때까지 기다려주세요!

[ STEP 03 ]
다면체 사진에 상상력을 더해 나만의 멋진 연구노트를 완성해보세요.
실험과정 중 느낀 점이나 특이사항 등을 적어보거나 그려도 좋아요.

관찰 상상 표현

위대한 17세기 천문학자인 요하네스 케플러도 다면체에서 영감을 받아 천체 모형을 구체화했답니다.
그는 정다면체들을 배열하고, 배열한 정다면체들과 접하는 구들이 6개 행성 (수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성)들이
돌고 있는 각각의 궤도와 일치한다고 믿었습니다.
나중에 행성들이 구가 아닌 타원 궤도로 회전하고 있다는 사실을 알고 나서는 이 천체 모형을 스스로 없애야 했지만요.

내가 만드는 보석

화학 결정

실제 실험실에서는 구리, 아연 등의 금속과 유기물의 자가조립을 통해 보석처럼 반짝이는 결정을 만들어 냅니다.
만들어진 결정은 금속-유기 골격체 혹은 금속-유기 다면체로 불리는데, 여러분이 오늘 체험한 것과 같은 다면체 형태를 가지고 있습니다.

다양한 금속과 유기물을 사용하여 만들어진 금속-유기 골격체들이 준비되어 있으니 광학현미경을 통해 관찰해 보세요.

우리를 둘러싼 다면체

Q. 다면체 자가조립을 완성하셨나요?

내가 만든 다면체의
이름은 무엇일까?

다면체는 수학이나 화학 실험실 뿐만 아니라, 우리 주변에서도 계속 존재해왔습니다.
자연, 과학, 예술, 건축, 그리고 역사 속에 나타난 다면체들을 발견해보고, 다면체가 여러 분야를 연결하는 형태 언어로 사용되고 있음을 확인해 보세요.