npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Article

Research Paper

New Phys.: Sae Mulli 2020; 70: 1092-1100

Published online December 31, 2020 https://doi.org/10.3938/NPSM.70.1092

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Content Analysis of Interference and Diffraction Presented in High School Physics Textbooks

고등학교 물리학 교과서에 제시된 간섭과 회절의 내용 분석

Bongwoo LEE*

Department of Science Education, Dankook University, Gyeonggi 16890, Korea

Correspondence to:peak@dankook.ac.kr

Received: October 19, 2020; Revised: November 22, 2020; Accepted: November 22, 2020

Abstract

The purpose of this study is to analyze the explanation of interference and diffraction presented in high school physics textbooks. The definitions and the principles of interference and diffraction, as well as examples of interference and diffraction, in 13 physics textbooks according to the 2015 revised curriculum were analyzed. The definitions of interference were similarly described for each textbooks, but inaccurate expressions were found in the section describing coherence and constructive/destructive interference as a phase. Regarding diffraction, the degree of explanation of Huygen’s principle differed among textbooks, and some textbooks used the concept of 'interference' in the process of explaining the principle of diffraction. Examples of interference and diffraction have been described in various examples, but the same phenomena have been explained by using different principles (interference, diffraction) depending on the textbook. Based on the results, we discuss the unnecessariness of the dichotomy of interference and diffraction, as well as the teaching method for interference and diffraction.

Keywords: Interference, Diffraction, Physics textbook, Huygens’ principle, Dichotomous thinking

본 연구의 목적은 고등학교 물리학 교과서에 제시된 간섭과 회절에 대한 설명을 분석하는 것이다. 2015 개정 교육과정에 의한 13종의 물리학 교과서에서 간섭과 회절의 정의와 원리, 간섭과 회절의 예시 등을 분석하였다. 간섭의 정의는 교과서마다 비슷하게 기술하였지만, 결맞음과 보강/상쇄 간섭의 조건을 위상으로 설명하는 부분에서 부정확한 표현이 발견되었다. 회절에 대해서는 하위헌스의 원리를 설명하는 정도가 교과서마다 차이가 있었고, 회절의 원리를 설명하는 과정에서 ‘간섭’ 개념을 사용한 교과서도 있었다. 간섭과 회절의 예는 다양하게 기술되었는데, 동일한 현상을 교과서에 따라 다른 원리(간섭, 회절)로 설명하기도 했다. 연구 결과를 바탕으로 간섭과 회절에 대한 이분법적 사고의 불필요성, 간섭과 회절의 교수방법 등을 논의하였다.

Keywords: 간섭, 회절, 물리 교과서, 하위헌스의 원리, 이분법적 사고