운동량 보존법칙을 활용한 질량에너지 등가원리에 대한 학습자료 제작 및 활용

A Development and Application of Mass-Energy Equivalence Learning Material Including Momentum Conservation Law

본 연구에서는 1965년에 집필한 Max Born의 Einstein’s Theory of Relativity에서 해석한 내용을 고등학교 물리학I 수준으로 이해할 수 있도록 새롭게 정리 및 해석하였다. 그리고 이것을 바탕으로 운동량 보존법칙을 활용하여 질량-에너지 등가원리 Einstein’s Machine 실험장치와 학습자료를 제작하였다. Einstein’s Machine 실험장치를 이용한 운동량 보존 실험과 Einstein’s Box의 사고실험을 비교하여 고등학교 물리학I 수준에서 E=mc²을 유도하고, 물리적 의미를 깨달을 수 있게 하였다. 실험장치와 학습자료의 투입 전과 후에 학습자 면담을 실시하여 제작한 교육자료의 효과를 알아보았다.

In this study, the interpretation of Max Born s Einstein s Theory of Relativity, which was written in 1965, was reorganized and interpreted to understand the high school physics I. Based on this, by using the law of momentum conservation, Einstein s Machine experimental apparatus and learning materials were produced. By comparing the momentum conservation experiment using Einstein s Machine and the thought experiments of Einstein s Box, we induced at the high school physics I and had students realize the physical meaning. The effects of the educational materials produced by interviewing learners before and after input of experimental devices and learning materials were examined.