개념 확인 활동지                                                            교과서 186쪽~193쪽

Ⅳ. 문화생활 / 1. 문화와 과학

반       번

이름

01 미술과 과학

<우유를 따르는 여인>

카메라 옵스큐라

□. 들어가기

• 요하네스 베르메르의 <우유를 따르는 여인>

→ 정교하게 그려짐.

이 그림이 탄생하는 데 ‘( 카메라 옵스큐라 )’와

같은 과학의 도움이 있었음.

□ 원근법

1. 원근감이 더 느껴지는 그림은 무엇이고 그 이유를 써보자.

2. 그림의 선을 연장하여 소실점을 찾아 표시해보자.

※ 소실점이란 보는 사람의 눈높이에 맞게 모든 장면이 하나로 합쳐 보이는 지점. 사물이 멀리 있을수록 작게 보이고 모두 한 곳에 모이게 되는 지점.

/. 원근법과 점묘법

① 원근법 - 물체를 ( 투시 )하여 측량하는 방법

마사초 <성삼위일체> 투시도

• 마사초는 원근법의 창시자

뒤러 <원근법 연습>

• 마사초는 원근법을 이용하여 삼차원 입체 세계를 이차원 평면인 공간에 그렸다.

• 뒤러는 정확한 ( 원근투시법 )을 표현하기 위해 ( 그리드 )라는 그물망으로 모델의 정확한 위치와 좌표를 확인하고 책상에 옮겨 그렸다.

② 점묘법 - 물감을 칠하지 않고 ( 하나하나의 점 )으로 색을 표현하는 방법

쇠라 <라 그랑드 자트 섬의 일요일 오후>

가산 혼합과 감산 혼합

• 빛은 ( 파동 )이면서 동시에 ( 입자 )이다.

• 물감으로 색을 섞으면 ( 감산 혼합 )으로 탁해지고, 빛을 섞으면 ( 가산 혼합 )으로 흰색이 된다.

• 쇠라는 색을 섞어 칠하지 않고 물감을 찍어 색이 섞여 보이는 방법을 사용함.

0. 사진술과 인쇄술

① 카메라 옵스큐라 : 어두운 방의 벽에 ( 구멍 )을 뚫어 구멍을 통해 외부의 빛이 들어와 맞은 편 벽면에 ( 바깥 풍경 )이 ( 거꾸로 ) 맺히게 하는 장치

카날레토 <예수 승천일에 몰로에서 부친토로로의 귀환>

• 18세기 이탈리아의 화가 카날레토 → 카메라 옵스큐라 이용

베니스 항구를 사실적으로 묘사한 풍경화를 여러 점 남김

• 이탈리아 과학자 → 카날레토 그림의 붉은 색의 해초를 토대로 베니스의 바닷물이 매년 ( 2.7mm )씩 증가한다는 사실 밝혀냄.

• 카메라 옵스큐라를 사용한 정밀한 풍경화는 과거 ( 기상 변화 )를 알 수 있게도 함.

② 사진술

• 카메라 옵스큐라 이후 본격적인 사진술은 ( 19세기 중반 )에 이르러 개발됨.

• 영국의 탤벗 → 선명하지는 않지만 여러 장 복제가 가능한 사진술을 발명함.

흰 종이를 ( 은 )의 ( 질산화물 ) 용액에 담가서 만든 ( 질산은 ) 종이가 태양광선을 받은 부분에서만 어둡게 변한다는 사실을 이용한 것

• 사진술의 발달 → 기존의 미술 전통에서 탈피한 ( 모더니즘 )이 생겨나게 됨.

③ 인쇄술

• 금속 활자 인쇄술 → 우리나라 고려시대에 가장 먼저 발명

• 서양에서의 금속 활자 인쇄술 → 독일의 구텐베르크가 발명함.

대량으로 ( 책 )이 만들어지고, 예술계에도 영향을 미쳐 ( 음악 악보 )가 대량으로 유통됨.

• 16-17세기 화가 루벤스, 화판을 벗어나 다수의 책 표지 및 본문 삽화를 그림.

1. 미디어 아트

가. 팝아트 - 1960년 미국 뉴욕을 중심으로 대중문화와 미술이 만나 탄생함. 대중적 이미지를 예술로 승화시킴.

인대 워홀 <마를린 먼로>

리히텐슈타인 <행복한 눈물>

• 팝아트의 선구자 앤디 워홀 → 기계처럼 미술 작품을 찍어내 작품의 ( 희소성 ) 대신 ( 대중성 ) 선택

• 로이 리히텐슈타인 → 그림을 단순하고 한 눈에 들어오게 표현함.

백남준 <다다익선>

나. 비디오 아트 - 하드 디스크, CD, DVD, USB 외장하드 등을 사용해 영상이나 음향을 표현하는 예술의 한 분야

• 1965년 백남준이 시작하여 1970년대 유행함.

• 형식주의에 반발하고 예술을 감상하는 사람들을 중요하게 생각해 전위적이고

실험적인 공연과 전시가 함께 어우러지는 퍼포먼스를 보여줌.

이온빔으로 재현한 나노 아트

다. 디지털 아트 - 디지털 매체를 활용해 창작한 모든 예술

• 컴퓨터를 이용한 컴퓨터 아트, 프랙탈 아트, 컴퓨터 3D 그래픽스 등이 있다.

라. 나노 아트 - 과학의 결과물에 예술적 가치를 부가하는 사이아트(SciArt)로

( 미세한 )크기의 이미지가 지닌 미적 가치를 발견해 전시한다.

※ 확인 문제

1. 17-18세기 미술가들이 실제처럼 그림을 그리는 데 도움을 준 초기 형태의 카메라를 무엇이라 하는가?

2. 현대 미디어 아트의 종류를 적어보자.

개념 확인 활동지                                                            교과서 194쪽~199쪽

Ⅳ. 문화생활 / 1. 문화와 과학

반       번

이름

02 음악과 과학

/. 악기

① 음악 → 음은 ( 소리 ) 파동, 압력이 반복적으로 변화하는 것

• 소리의 세기 → 얼마나 큰 압력을 갖고 변화하는 가

• 소리의 주기 → 압력 변화의 규칙성, 음의 시간 간격

□ 악기마다 소리가 다른 까닭은?

[실험 목표] 악기마다 소리가 다른 이유를 파형 분석으로 알 수 있다.

[준비물] 스피커, 소리 분석 프로그램, 소리 분석 앱(App), 스마트폰

[실험 방법]

1. 소리 파형 분석이 가능한 소리 분석 프로그램을 컴퓨터에 설치하고 실행시키거나 스마트폰에 소리 분석 앱을 설치하여 실행시킨다.

2. 피아노, 바이올린, 플루트 등 다양한 악기에서 나는 같은 음을 소리 분석 프로그램에 녹음시켜 파형을 본다.

3. 다른 악기로 같은 음을 연주했을 때 분석된 파의 모습을 그려보자.

악기
파형

4. 다른 악기로 같은 음을 연주하면 어떤 점이 달라지는가?

- 진폭은?

- 진동수는?

- 맵시(파의 모양)는?

• 소리굽쇠가 내는 소리가 1초에 440번 진동한다면 진동수는? ( 440Hz ), 주기는? ( 1/440초 )

진동수 ( 440Hz )를 악기로 연주하면 ( 라 ) 음이다.

• 음의 주기가 ( 짧을수록 ) 진동수는 ( 더 커지고 ) 고음이 된다. 반대로 저음은 진동수가 ( 작다 ).

• 인간의 귀는 1,000~4,000Hz 사이의 진동수를 가진 소리를 잘 감지하고,

( 20Hz )미만, ( 20,000Hz )이상 소리는 전혀 들을 수 없다. → 가청주파수

② 악기의 음색 → 진동 장치의 종류에 따라 다르다.

• 현악기는 ( 줄 ), 관악기는 ( 관 ), 타악기는 ( 진동막 )이 진동 장치이고, 저마다 고유한 소리를 낸다.

• 현이든 관이든 ( 길이 )에 따라 진동수가 달라지고 음의 ( 높이 )가 결정된다.

• 악기마다 다른 소리가 나는 이유는 악기에서 만들어진 고유한 기본음이 악기의 진동 장치와 연주 방식들에 따라 달라지기 때문이다.

다른 악기로 같은 음을 연주 했을 때 다양한 파형

0. 화음

피타고라스를 그린 중세 목판화

① 협화음과 불협화음 → 협화음을 내는 음들의 진동수 비율을 계산한 수학자 ( 피타스 )

• 협화음 : 동시에 연주한 두 음이 듣기 ( 좋은 소리 )

• 불협화음 : 동시에 연주한 두 음이 듣기 ( 좋은 소리가 아닐 때 )

② 피타고라스 음정이론

• 현악기 줄의 길이가 간단한 정수비를 가질수록 ( 어울리는 소리 )가 나고,

복잡한 정수비를 가질수록 ( 어울리지 않는 소리 )가 난다.

ex) 현악기 줄의 길이의 비가 2:1→( 8 )도, 3:2→( 5 )도, 4:3→( 4 )도

음계

피타고라스 음계와 평균율 음계의 비교

• 피타고라스 음계의 단점을 보완하며 고안한 것 → ( 평균율 )

평균율 : 한 옥타브를 ( 12 )개의 반음으로 나눈 것

평균율은 모든 장조와 단조로 연주가 가능한 실용적인 음계로 화음 진행을 원활하게 한다.

평균율 (진동수비)

1. 음악 산업과 대중문화

• 대중음악 : 누구나 쉽게 접할 수 있게 대량으로 전파되는 음악

• 대중음악은 다양한 악기로 연주되어 음반, 음원의 형태로 저장되고 재생 기계나 라디오,

텔레비전, 인터넷, 스마트폰으로 감상할 수 있다.

< 음악 저장 재생 기술 >

축음기

① 축음기와 라디오

• 1877년 ( 토머스 에디슨 )이 최초로 음악 재생 기구인 축음기 발명함.

• 라디오는 좀 더 나은 방식으로 집에서 음악을 듣고 즐길 수 있는 발명품

→ 일반 대중에게 음악을 향유할 수 있는 기회가 열림.

② 8트랙과 카세트테이프

• ( 자성 )을 이용한 자기테이프로 음악을 담은 8트랙 → 매우 크고 되감기 기능 없음.

• 1965년 최초의 음악 카세트테이프가 발매됨. 8트랙보다 더 작고 휴대하기 좋았으며 좀 더 나은 음질을 제공함.

8트랙

카세트테이프

③ CD와 MP3

• 1978년 콤팩트디스크(CD)가 처음으로 선을 보임. 소니사의 워크맨으로 어디서든 음악 감상 가능.

• 1998년 MP3 등장, MP3의 등장으로 CD 판매가 감소 & 온라인 음원 판매가 폭발적으로 증가함.

일렉트릭 기타

④ 전기 기타와 신시사이저

• 전기 기타는 어쿠스틱 기타를 ( 전기 증폭 )에 의한 기타로 개조한 형태

울림통 없이 ( 전기 )로 소리를 ( 증폭 )시켜 스피커로 보내기 때문에 넓은 음역대의 큰 소리가 가능함.

• 신시사이저는 다양한 악기의 음색을 전자적으로 합성하여 연주하는 전자 악기

④ 미디 기술과 컴퓨터 기반 DAW

• 미디(MIDI) 기술은 다양한 전자 악기와 기계 장치들 상호간에 ( 디지털 ) 신호화된 자료를 서로 주고받게 하는 것.

• 신시사이저, 사운드 모듈, 음향 장치 등은 미디 기술을 통해 메인 키보드의 건반 또는 컴퓨터를 통해 중앙에서 조절할 수 있어 컴퓨터 기반 DAW(Digital Audio Workstation)이 가능해짐.

• 미디기술과 컴퓨터의 등장 → 1인 연주도 풍성하게 꾸밀 수 있게 함, 대중음악의 혁명적인 변화 가능

※ 확인 문제

1. 같은 음이라도 다른 악기로 연주하면 무엇이 달라지는가?

2. 음악 저장 재생 기술의 발달 과정을 적어보자.

개념 확인 활동지                                                            교과서 200쪽~205쪽

Ⅳ. 문화생활 / 1. 문화와 과학

반       번

이름

03 스포츠, 문학과 과학

/. 야구의 과학

① 마그누스 효과

• 야구공을 던질 때 글러브 속으로 큰 곡선을 그리며 들어가는 공을 커브라고 한다.

• 공이 곡선을 그리며 날아가는 이유 : ( 마그누스 효과 )

• 마그누스 효과 : ( 유체 ) 속에서 회전하고 있는 물체의 회전축이 유체의 흐름에 대하여 ( 수직 ) 일 때, 물체의 회전축에 대해 ( 수직 ) 방향의 ( 힘 )이 생기는 현상

• 시계방향으로 회전하는 야구공이 동쪽으로 던져졌다. 공기가 야구공에 작용하는 압력이 큰 곳은 어디인가? [ A / B ]

0. 피겨 스케이팅의 과학

① 높은 점프 속의 과학적 원리

• 발이 얼음판에 가하는 힘이 커야 하는데 얼음판에 가하는 힘만큼 동일한 크기로 얼음판에서 힘을 받는다. → ( 작용 반작용의 법칙 )

• 더 높은 점프를 위해선 최대 ( 각운동량 )을 얻어야 한다.

점프 전부터 오른쪽 어깨와 왼쪽 어깨를 대각선으로 펼치고 점프 직전 회전시켜 최대의 회전 만들어냄.          공중에서는 어깨, 팔, 발을 최대한 중심으로 모아 붙인다.

• 각운동량 : [eqn: vec { L} ``= vec { r} times m vec v]

• 스케이트의 뽀족한 날로 얼음에 큰 압력이 가해지면 얼음은 녹아 물이 되고 얼음 표면과 스케이트 날 사이에 ( 마찰력 )이 줄어들어 잘 탈 수 있게 된다.

스타워즈의 R2-D2

1. 문학과 과학

• 로봇이란 말을 처음 사용한 사람은? 1920년대 체코의 극작가 ( 카렐 차페크 )

→ 과학 소설과 같은 문학 작품은 과학보다 앞서서 시대의 변화를 예측하기도 한다.

① 아이작 아시모프의 <바이센테니얼 맨, 1973>

• 줄거리 : 주인공 로봇 앤드류 (가사지원 인공 지능 로봇), 완전한 인간이 되기를 꿈꾸고 고뇌하며, 결국 죽음을 선택함.

→ ‘진정한 인간이 무엇인가’, 로봇이 인간과 함께 사는 미래의 모습, 로봇과 인간과의 관계 등을 고민할 수 있다.

• 아시모프의 로봇의 세 가지 원칙

- 로봇은 인간에게 해를 입혀서는 안되며, 인간에게 해를 끼칠 우려가 있는 행동을 해서도 안된다.

- 로봇은 제1 법칙을 위배하지 않는 범위 안에서 인간의 명령에 복종해야만 한다.

- 로봇은 제1 법칙과 제2 법칙을 위배하지 않는 범위 안에서 자신의 몸을 보호해야만 한다.

아이작 아시모프

영화 <바이센테니얼 맨>

② 2016년 봄, 프로 바둑기사 이세돌과 인공 지능 알파고와의 바둑 대결 → 4승 1패로 알파고의 승리

→ 알파고 쇼크, 사회 전반에서 ( 인공 지능 )에 대한 관심이 높아졌다.

※ 확인 문제

1. 커브를 던질 때 나타나는 마그누스 효과를 설명해보자.

2. 피겨 스케이팅 속에 있는 과학적 원리를 적어 보자.

3. 아시모프가 제시한 로봇 3원칙이 필요한 이유를 토론해보자.

개념 확인 활동지                                                            교과서 206쪽~212쪽

Ⅳ. 문화생활 / 1. 문화와 과학

반       번

이름

04 예술품 보존, 복원과 과학

/. 표절과 위조

① 표절

• 표절은 창작자에게 허망함과 좌절, 더 나아가 재산상 피해도 줄 수 있는 ( 범죄 행위 )이다.

표절은 남의 지적 재산을 자신이 고안한 것처럼 원저작자의 허락 없이 사용하는 모든 행위를 포함한다.

• ( 위작 ) : 다른 사람의 작품을 똑같이 만들고 원작자도 속이며 진짜처럼 행동하는 가짜

ex) 고 천경자 화백의 ‘미인도’ → 화가는 위작이라 주장, 한국화랑협회 미술품 감정회는 진품이라 주장

천경자 화백의 <장미의 여인>

진위 논란 중인 미인도

② 디지털 워터마킹 - 프로그램, 디지털 사진, 오디오, 출력물의 조작 여부와 주인을 가리는 디지털 포렌식의 한 방법

디지털 워터마킹의 과정

음영에 삽입하는 워터마크 / 윤곽선에 삽입하는 워터마크

• 디지털 워터마크 : 원작자의 정보를 파일에 숨겨 놓는 ( 위조 방지 방법 )

③ 저작권 - 음악, 미술, 문학, 영화, 컴퓨터 프로그램 등 모든 ( 저작물 )에 대해 창작자가 가지는 권리

• ( 저작 인격권 ) : 저작자의 명예와 인격적 이익을 보호하기 위해 공표권, 성명 표시권, 동일성 유지권으로 나뉨

• ( 저작 재산권 ) : 저작물을 어떤 방법으로 이용하느냐에 따라 복제권, 공연권, 공중 송신권, 전시권, 배포권, 대여권, 2차적 저작물 작성권이 있음.

• 저작권 등록이 된 저작물은 저작자의 생존 기관 동안과 사후 ( 70년 ) 동안 저작권 보호를 받음.

• 저작권을 침해한 경우 ( 5년 이하의 징역 ) 또는 ( 5천만 원 이하의 벌금 )에 처하도록 형사 소송법 제 230조에 명시되어 있고, 민사적으로 ( 손해 배상 책임 )을 지게 되어있다.

0. 예술품 감정과 복원

① 미술품의 연대 측정 방법 - 방사성 탄소 연대측정법, 열 발광 연대 측정법 등

• 방사성 탄소 연대 측정법 : 시간에 따라 자연에서 붕괴하는 ( 방사성 탄소 )의 특성을 이용해 유기물질의 연대를 측정한다.

• 이온빔 가속기 : 고미술품의 창작 연대를 수만 년 전까지 측정할 수 있음.

• 열발광 연대 측정법 : 예술품에 열을 가했을 때 발산되는 ( 빛의 양 )으로 예술품의 창작 연대 알아냄.

② 레오나르도 다빈치 <모나리자>의 온화한 미소의 비밀

• 유럽 입자 가속 설비 연구진 → ( X-선 형광 분석법 )으로 그림에 쓰인 색소, 여러 겹으로 칠한 그림의 두께와 화학 조성을 분석함.

• 다빈치는 <모나리자>의 미소와 얼굴의 명암을 표현하기 위해 짙은 색 물감을 사용하는 대신 투명 유약을 아주 얇게 여러 번 칠해 ( 명암 )을 표현함.

• 다빈치가 사용한 ( 스푸마토 기법 )은 윤곽을 섬세하고 연하게 표현하여 그림을 온화하게 보이게 함.

<모나리자> X-선 형광 분석

모나리자 미소와 스푸마토 기법

③ 고흐 <잔디밭>의 숨겨진 그림

• 네달란드 공과대학의 요리스 딕과 앤트워프 대학의 코엔 얀센스 :

입자 가속기의 강도 높은 X-선으로 고흐가 사용한 색소의 성분을 조사하는 과정에서 그림 속에 숨어 있는 물감의 구성 원소가 붉은 색 ( 수은 원자 ), 노란 색은 ( 안티몬 원자 )라는 점을 밝힘.

• 그림 속의 숨어 있는 여자 농부의 얼굴을 찾아냄.

고흐 <잔디밭>과 X선 투시 모습

고흐 <잔디밭>속의 여자 농부의 얼굴

④ 레오나르도 다빈치 <최후의 만찬>의 복원

• 최근의 복원 : 1977년 시작하여 1999년까지 22년간 소요됨.

1977년부터 22년동안 복원 작업이 진행된 <최후의 만찬>

⑤ 예술품 복원하는 보존 복원가 - 컨서베이터(conservator), 레스토러(restorer)

• ( 컨서베이터 ) : 소장품이 손상되지 않게 잘 보존하기 위해 보관 방법이나 환경 등에 관한 연구를 하고 손상된 유물이나 미술작품에 적절한 조치를 취하는 모든 활동을 하는 사람.

• ( 레스토러 ) : 손상된 유물이나 작품을 직접 복원하는 사람

※ 확인 문제

1. 미술품 감정에 사용하는 과학적 방법을 적어보자.

2. 예술품 보존 복원가는 어떤 일을 하는지 적어보자.