본 연구에서는 무지개의 생성 원리를 분석할 수 있는 무지개 발생 장치를 개발하였다. 무지개는 물방울에 대한 빛의 분산 및 반사와 굴절에 의해 형성되지만, 물방울 한 개로만 무지개를 만들 수 없다. 따라서 본 연구에서는 여러 물방울들이 만드는 빛의 경로를 통해 무지개를 관측할 수 있는 장치를 만들어 무지개 생성 원리에 대해 학생들이 보다 쉽게 이해하도록 하였다. 물방울이 만드는 무지개는 유리구슬을 이용하여 재현하였고, 관찰자의 위치와 광원의 고도 등과 같은 무지개 생성과 관련된 다양한 변인을 변화시키며 무지개를 구현하였다.
하늘나라를 이어주는 아름다운 다리라던 무지개의 신비도 알고보면 물방울에서 굴절 반사하는 태양빛의 파장에 따라서 붉은색부터 보라색으로 갈라지는 원리에서 비롯된 것이다. 또 우리는 가끔 쌍무지개를 보게 되는데 자세히 보면 좀더 희미한 둘째 무지개의 색깔은 첫째 무지개와는 반대로 되어 있다는 사실도 알게 된다.
무지개 2002는 2000년과 2001년에 이어 세번째로 열리는 한국의 게이/레즈비언/트렌스젠더/양성애자 축제이다. 여전히 성적 소수자에게 세상은 편견의 눈길을 보내지만 이제 그들을 위한 축제를 열 수 있을 만큼은 목소리가 조금 높아졌고 '그들의'축제가 아니라 '우리의'축제가 될 그날을 기다린다.
본 연구는 무지개를 활용한 과학영재활동에서 과학영재들이 나타내는 특징을 분석하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 지방 소재 대학교 부설 과학영재교육원 소속 중학생 23명을 연구대상으로 설정하였다. 분석 결과, 첫째, 과학영재의 다양한 광학 관련 개념과 사고 유형이 나타났다. 과학영재들은 무지개 모양 그대로 빛이 그 곳에 존재할 것이라고 생각하기도 하며, 물방울에서 빛의 분산이 프리즘에서처럼 단순한 과정일 것이라고도 생각하였다. 둘째, 과학영재들은 이 활동을 통해 다양한 이론을 구성하고 다양한 과학적 상상 유형을 표현하였다. 과학영재들은 자신의 이해를 바탕으로 무지개의 모양과 색에 대한 다양한 이론을 구성해 제시했다. 새로운 무지개를 제시하는 과제에서도 기존 무지개의 모양이나 색 등이 가지는 원래 현상의 특징을 변화시키거나 생성 조건을 변화시키는 두 가지 전략을 사용해 다양한 무지개를 제안하였다. 덧붙여 무지개를 활용한 통합적 과학활동과 후속과제에 대하여 논의하였다.
무지개송어, 산천어, 무지개송어와 산천어간의 잡종 3배체를 대상으로 성비조사와 형태학적 계측형질을 측정하였다. 무지개송어, 산천어의 암.수 성비는 공히 유사한 비율로 나타난 반면, 잡종과 잡종 3배체에서는 수컷이 암컷에 비해 높게 나타났다(p<0.01). 잡종 3배체는 두고/두장, 등지느러미 기부장/체장 및 가슴지느러미 길이/체장의 계측형질에서는 친어로 사용된 무지개송어와 산천어의 중간을 나타낸 반면 상악장/두장의 계측형질에서는 무지개송어 쪽을 다소 닮게 나타났다. 이러한 결과들은 잡종 3배체에서 3배체화에 따른 사용된 친어들에 대비된 성비 그리고 계측형질에서의 특징을 나타내었다.
한국산 연어속에 속하는 연어, 산천어 및 무지개송어 3종의 형태학적 비교 연구를 하였다. 연어속 어류인 연어, 산천어, 무지개송어의 계측, 계수형질을 비교한 결과 체형에선 암컷이 두장을 비롯한 13개, 수컷이 11개 형질에서 차이가 있었고, 계수 형질에선 유문수와 새파수에서 가장 뚜렷한 차이를 나타내었다. 이들 세 종은 암, 수컷 모두에서 표준체장에 대한 체고, 미병고, 등지느러미 길이, 뒷지느러미의 길이와 두장에 대한 주둥이 길이, 안경, 위턱, 뺨의 비에서 차이를 보였다. 이중 두장에 대한 안경은 암수 모두에서 산천어 무지개송어, 연어 순으로 크게 나타나 3종을 분류할 수 있는 새로운 형질로 나타났다. 유문수 수는 연어가 103~236개(평균 151개)로 무지개송어 37~84개(평균 56개), 산천어 23~63개(평균 41개)로 종간에 좋은 분류 형질로 나타났다. 본 연구에 나타난 체형 및 계수 형질 분석 결과 산천어는 연어와 무지개송어의 중간 형질을 가지고 있는 종으로 나타나, Smith and Stealy(1989)의 계통수와 잘 일치하였다.
한국산 연어속에 속하는 연어, 산천어 및 무지개송어 3종의 골격학적 비교 연구를 하였다. 연어속 어류인 연어, 산천어, 무지개송어의 골격을 비교한 결과 두개골과 현수골의 형태나 결합 형태에서 3종간 차이를 나타내었다. 두부 골격중에서는 인설골, 상사골, 부설골, 서골의 형태에서 종간 차이가 뚜렸하였고 계통 분류학적 특징을 잘 나타내었다. 연어의 인설골은 산천어, 무지개 송어에 비하여 가늘고 길며, 끝이 뾰족한 특징을 가졌다. 상사골은 연어가 거의 정삼각형의 모양을 가지고 있으나 산천어나 무지개송어는 가늘고 길며 날개를 가진 형태였다. 본 연구에 나타난 골격 형질 분석 결과 알려져 있는 분류 형질외에 부설골의 형태, 전새개골, 설악골의 형태 및 미추골수 등이 새로운 분류 형질로 나타났으며, 산천어는 연어와 무지개송어의 중간 형질을 가지고 있는 종으로 나타났다.
무지개송어 (Oncorhynchus mykiss), 메기 (Silurus asotus) 그리고 미꾸리 (Misgurnus anguillicaudatus)의 성숙 난자의 방사대 (zona radiata) 및 난문의 미세구조적 특징을 광학, 주사 및 투과 전자현미경을 이용하여 조사하였다. 무지개송어와 메기의 난에 있는 난문은 깔대기 형태의 전정과 방사대를 통과하는 끝이 작아지는 통로로 구성되어 있었다. 무지개송어와 메기의 난문은 편평한 구멍과 긴 통로로 구성된 구조를 나타내었다. 메기 난문의 구조는 무지개송어 난문의 구조와 일치되었다. 무지개송어의 난문을 구성하는 내부 벽은 시계방향(우선형)의 구조를 나타내었다. 미꾸리의 난문은 짧은 통로를 지닌 얕은 구멍을 가진 형태를 나타내었고, 시계방향의 반대방향으로 난문의 벽은 방향성율 나타내었다. 미꾸리의 이러한 나선형의 방향은 무지개송어의 방향과 일치하지 않는 것으로 나타내었다. 개구부 바로 주변부에 있는 표면은 실험에 이용된 3가지 어류에서 모두 여러 가지 크기의 작은 구멍이 존재하였다. 상호 연결부위 (ridge)가 모든 어류의 미수정된 난자에서 관찰되었다. 본 논문에서는 난성숙시 난막과 난문의 형태를 알아보기 위해서 3가지 양식어종 난자의 표면형태와 난문의 미세구조를 상호 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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