≪양자물리학이 뭔가요?≫ 독서지도안

작은 입자 속에 담긴 거대한 우주, 양자물리학으로 여행하다!

우주 경쟁 시대, 점점 더 인기를 얻고 있는 ‘양자물리학’ 입문서!

• 작가_ 리사 하비 스미스 글 · 에이단 라이언 그림 · 한성희 옮김

• 출판사_ 풀과바람

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1. 도서 소개

‘양자물리학’은 우주 경쟁이 다시 한번 뜨거워지면서, 점점 더 인기를 얻고 있는 분야입니다. 미국의 물리학자 리처드 파인먼이 “모든 것은 원자로 이루어져 있다.”라고 말한 것처럼, ‘원자’는 우주와 세상을 만드는 구성 요소니까요. 원자처럼 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계는 우주의 비밀을 푸는 열쇠와 같습니다.

《양자물리학이 뭔가요?》는 ‘양자’라는 낯선 세계를 쉽고 재미있게, 그리고 호기심 가득하게 소개하는 어린이 양자물리학 입문서입니다. 천체물리학자이자 호주 ‘STEM 교육’ 분야 여성 홍보대사였던 리사 하비 스미스가 글을 쓰고, 재능 있는 신인 작가 에이단 라이언이 밝고 친근한 삽화를 더했습니다.

우주의 모든 것은 과학 법칙의 지배를 받지만, 자연이 예상치 못한 방식으로 작동된다면 어떻게 될까요? 양자물리학은 우리가 거대한 우주의 미스터리를 푸는 데 도움을 주었으며, 우주에는 아직도 밝힐 만한 비밀이 많이 있습니다. 우리가 매일 쓰는 전화, 컴퓨터, 조명, 텔레비전, 냉장고와 같은 도구를 만들고, 세상을 제대로 이해하려면 원자 안에 있는 작은 입자와 그 입자를 하나로 묶는 보이지 않는 힘을 이해해야 합니다.

가장 작은 입자부터 우주의 모양에 이르기까지. 모든 것을 이끄는 보이지 않는 힘을 만나러 여행을 떠나보세요! 이 책은 전자, 빛, 시공간이 어떻게 움직이고, 왜 우리가 생각하는 방식과는 전혀 다르게 행동하는지를 귀여운 기니피그 비스킷과 함께 안내하며, 복잡하고 어려운 과학이 아닌, 상상력과 질문으로 가득한 신나는 탐험으로 느끼게 합니다.

2. 지도 개요

• 대상 : 초등 3~4, 5~6학년

• 관련 교과 영역 : 3학년 1학기 과학 1. 힘과 우리 생활

3학년 2학기 과학 1. 물체와 물질

3. 소리의 성질

4학년 2학기 과학 1. 밤하늘 관찰

5학년 1학기 과학 1. 과학자는 어떻게 탐구할까요?

3. 태양계와 별

5학년 2학기 과학 4. 물체의 운동

6학년 1학기 과학 2. 지구와 달의 운동

6학년 2학기 과학 1. 전기의 이용

5. 에너지와 생활

• 지도 요점 :

우리 주변 세계는 입자로 구성되어 있고, 보이지 않지만 실질적인 영향력을 가지고 있습니다. 현대 과학의 핵심인 ‘양자물리학’은 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계를 탐구하는 학문입니다. 인공지능, 양자 컴퓨터 등 미래 과학기술의 근간이 되는 분야이기도 합니다.

‘양자물리학’이 무엇인지 들어본 적 있나요? 책을 읽고, 양자물리학에 관해 친구들과 자유롭게 이야기를 나누어 보세요!

3. 책 이해하기

(1) 다음 중 원자를 이루는 세 가지 기본 입자가 아닌 것은 무엇인가요?

① 양성자

② 중성자

③ 전자

④ 비스킷

□

(2) 양성자와 중성자 안에서 풀처럼 쿼크를 딱 붙여 주는 입자는 누구인가요?

① 전자

② 글루온

③ 블랙홀

④ 뮤온

□

(3) 태양 깊숙한 곳에서 일어난 어떤 과정으로 생긴 햇빛 덕분에 꽃이 자라나요?

① 소립자

② 초신성

③ 양자

④ 빅뱅

□

(4) 입자와 반입자가 닿으면, 곧바로 어떻게 되나요?

① 둘 다 사라져 버려요.

② 둘이 합쳐져요.

③ 서로 바뀌어요.

④ 몸을 휙 통과해요.

□

(5) 우주에서 지구로 날아오는 에너지가 높은 작은 입자를 무엇이라고 하나요?

① 블랙홀

② 우주선

③ 반물질

④ 글루온

□

(6) 검은 구멍이란 뜻으로, 우주에 중력이 너무 커서 빛조차 세게 끌어당기며 어떤 것도 빠져나오지 못하게 하는 천체는 무엇인가요?

① 반물질

② 우주선

③ 블랙홀

④ 글루온

□

4. 확장활동

(1) 현대 과학의 핵심인 ‘양자물리학’은 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계를 탐구하는 학문입니다. 인공지능, 양자 컴퓨터 등 미래 과학기술의 근간이 되는 분야이기도 해요. 이 책을 읽으며, 양자 세계에서 가장 놀랍거나 신기했던 점은 무엇이었나요?

(2) 화이트홀, 웜홀, 쿼크 별 등 우주에 있다고 예측되는 가상의 물체들이 정말 존재할까요? 여러분의 생각을 마음껏 펼쳐 보세요!

(3) 전기, 조명, 전화기, 컴퓨터, 가스레인지 등 방사선, 물질, 힘을 과학적으로 연구하는 물리학을 이해함으로써 우리가 당연히 여기는 많은 발명품이 나올 수 있었어요. 작은 입자의 이상한 반응을 이용한 ‘양자 기술’로 우리는 앞으로 또 얼마나 새롭고 놀라운 것을 만들 수 있을까요?

[정답]

책 이해하기

(1) ④ 비스킷 ｜(2) ② 글루온 ｜(3) ③ 양자 ｜(4) ① 둘 다 사라져 버려요. ｜(5) ② 우주선 ｜(6) ③ 블랙홀

확장활동

(1) 아주 크고 무거운 물체가 시간도 휘어지게 한다는 점이 놀라웠어요.

우리 몸도 원자로 이뤄져 있다는 사실이 매우 흥미로웠어요. 등

(2) 우리가 아직 발견하지 못했다고 해서 존재하지 않는 건 아니니, 찾을 수 있을 거예요!

시공간 포털이 발견되어 우주에서 서로 다른 장소를 자유롭게 여행하고 싶어요! 등

(3) 번개처럼 빠른 양자 컴퓨터로 어떤 병이든 치료할 수 있을 거예요.

기후 변화를 예측해 피해를 막을 수 있을 거예요. 등