포물경 실험기

 

 

          

사진은 2005년 충북대 수학체험전에서  전시했던 초기 포물경이다.

전시되고 있는 이 포물경은 우리가 2000년에 처음 만들어서 부산대 수학체험전부터 전시를 했던 것인데, 포물경과 할로겐램프, 종이꽂이가 따로 있어서 초점을 맞추기 어려웠고, 또 튼튼하게 만들지도 못했었다. 그때는 디자인은 생각도 못했었고, 오직 종이가 타는 것에만 너무 행복해 했었다. 

 

 

         

오랜 시간이 걸려 새 포물면 실험기가  태어나고 있다.

처음 만들었던 포물 반사경의 결점들을 모두 보완해서 만든 것을 실험중인데,

경의 지름은 33cm 거리는 4.2m를 두고 종이를 태우는 실험에 성공했다. 

사진 왼쪽은 두 포물 반사경을 마주 세운 것,

오른쪽은 발광기에 불을 켠 것인데 할로겐램프 빛이 눈부셔서 가운데 원형차광판을 만들어 빛을 가렸다. 

 

 

         

왼쪽 사진은 발광기의 빛을 받은 집광기에 종이가 타면서 연기가 나고 있고, 오른쪽 사진은 초점자리에 종이가 탄 것을 보여준다.

새로 만드는 반사경이 아직 나오지 않아서 쓰던 반사경으로 실험했고, 포물경의 포물선은 새 반사경이 훨씬 정확할 것으로 기대한다. 집광기에 있는 종이꽂이를 편리하고 튼튼하게 만들기 위해 노력했다. 종이꽂이 속에 얇은 인동판 스프링을 넣어서 종이가 부드럽게 드나들면서도 잘 고정되게 하고, 외부는 튼튼한 황동에 볼트로 몸체와 결합했다.  

이런 것들은 우리가 금속가공을 할 수 있는 환경이 되니까 가능했다.

 

         

첫 디자인은 스피커박스형태였다. 그런데 포물선을 보여주려는 의도 때문에 노출형으로 바뀌었고, 결국 지금의 모습이 됐다.

사진에서 보듯이 할로겐램프와 종이꽂이를 포물 반사경 안에 넣어서 단순화 시켰고 구조도 튼튼하게 만들어졌다.

 

 

           

사진 왼쪽은 칠과 바닥에 실크인쇄까지 완성된 받침대인데, 왼쪽이 발광기, 오른쪽이 집광기의 받침대이다.

사진 오른쪽은 받침대 기둥으로 쓸 단풍나무를 재단하고 있다.

 

 

          

왼쪽은 재단된 목재의 면과 각을 수압대패로 다듬고 있는데, 기본이 되는 반듯한 면과 정확한 각에 소홀하면, 나중에 문제가 생겨서 바른 제품을 기대하기 어렵다.  오른쪽은 둥근 톱으로 기둥 두께에 맞춰 두꺼운 목재를 켜고 있다.

 

 

          

왼쪽은 기둥 2개가 나올 길이로 잘라 가운데 주두가 들어갈 원형을 파고 있고,

오른쪽은 그렇게 파진 것을  재단기로 자르고 있다. 

 

 

         

그렇게 만들어진 기둥에 주두를 끼워본다.

 (주두 제작방법은 이전 게시판 23번'소형선반으로 목재가공' 참조)

사진 왼쪽에 원형파기를 한 면이 까맣게 탄 흔적이 보인다.

예리하게 날이 선 드릴인데도 타는 것은 기계의 회전속도와 단풍나무의 단단함이 조화롭지 못해서이다.

 

 

         

왼쪽은 기둥과 바닥을 튼튼하게 연결할 촉을 내고 있다. 짧은 촉이지만,

촉을 내고 바닥을 파서 끼운 것과 그냥 고정시킨 것은 견고함에 큰 차이가 난다. 

그냥 바닥에 고정시킨 것과는 밖에서 보이는 시각적인 차이도 없고 

또 시간이 많이 걸리는 숨은 일이지만, 작은 것으로 실망시키지 않아야 한다.

오른쪽은 발광기용으로 할로겐 전구에 연결할 전선이 들어갈 자리와 그것을 덮을 자리를 판 것이다.

 

 

          

왼쪽은 호두나무로 덮개를 만들어, 할로겐전구에 연결할 전선이 지나갈 홈을 덮은 것과, 

오른쪽은 기둥 촉을 끼울 홈과 가운데는 전선용 구멍, 그리고 양쪽은 나사못 구멍이다.

 

 

         

사진 왼쪽은 바닥판 밑인데 홈을 두 줄 파서 바닥판이 휘는 것을 방지하려는 의도이다.

한동안 바닥판이 휠 수 있다는 것 때문에 대안을 찾다가 바닥에 두 줄 홈파기로 결정했다.

오른쪽은 바닥판과 기둥을 조립한 것인데, 바닥판 홈에 목공용 본드를 바르고 나사못으로 조였다. 

 

수학체험전에 전시되는 많은 교구들 중에 학생들이 가장 관심을 보이는 포물경 실험기이다.

처음 이 교구를 만들 때 포물경의 초점을 학생들이 직접 맞추게 하려는 의도로 할로겐전구와 종이꽂이를 따로 분리했었고,  

또 레이저포인트를 써서 빛이 모이는 것을 보여주려고 애썼지만 레이저는 빛이 지나가는 게 보이지 않아서 결국 포기했었다.

담배연기 속에서는 레이저 빛이 선명하게 보였는데 그렇다고 담배를 피울 수도 없고,

드라이 아이스도 생각했지만 실험 때마다 구해야 하는 번거로움 때문에 대안을 찾지 못하고 미해결로 남아있다.

 

 

<2000년대 중후반 기록입니다.>