정해진 자리에서만 머무는 것이 내려올 때 내는 빛의 무늬

물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 6칸 높이표에서 한 자리에서 다른 자리로 내려오기 (비교용: 모든 값을 2배로 늘린 높이표)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 주어진 6개 높이 값(-13.6, -3.40, -1.51, -0.85, -0.54, -0.38)을 큰 것부터 [칸 A]에 세로로 적어 보세요.
  2. [칸 A]에서 위아래로 이웃한 두 값의 차를 각각 구해 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. 어떤 물체가 -0.85 자리에서 -3.40 자리로 내려올 때, 두 자리 값의 차(내려온 크기)를 [칸 C]에 적어 보세요.
  4. 이번엔 -0.54 자리와 -1.51 자리에서도 각각 -3.40 자리로 내려와, 내려온 크기를 [칸 C]에 이어 적어 보세요.
  5. 도착 자리를 -13.6으로 바꿔 같은 출발 자리들의 내려온 크기를 구해 [칸 D]에 적고 [칸 C]와 비교해 보세요.
  6. [칸 C]와 [칸 D]에서 도착 자리가 같은 것끼리 한 묶음으로 표시하고, 묶음이 몇 개인지 [칸 E]에 적어 보세요.
칸 A — 주어진 6개 높이 값을 큰 것부터 세로로
칸 B — 위아래로 이웃한 두 값의 차
칸 C — -3.40 자리로 내려올 때의 내려온 크기들
칸 D — -13.6 자리로 내려올 때의 내려온 크기들
칸 E — 도착 자리가 같은 것끼리 묶은 묶음 수
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 B]에서 위쪽으로 갈수록 이웃한 두 값의 차는 어떻게 변했나요? 물체가 아무 높이가 아니라 정해진 자리에만 있을 수 있다는 점과 이 변화를 여러분의 말로 연결해 설명해 보세요. (15점)

✎ 위로 갈수록 이웃한 값의 차가 ___지고, 이는 물체가 ___에만 있을 수 있어서 …

(2)같은 출발 자리에서 내려와도 도착 자리가 다르면 내려온 크기가 크게 달랐나요? 이것이 이 높이표만의 우연일까요, 값이 어떤 높이표에서도 생기는 규칙일까요? 값이 다른 높이표를 직접 하나 만들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 높이표 ___로 해 보니 …

(3)자리 값들이 서로 다른 두 높이표가 있다면, 두 높이표에서 나오는 '내려온 크기 목록'은 왜 서로 다를까요? 무엇 때문에 그런 차이가 생길지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 과학에서 배운(또는 배울) 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 칸의 값을 빠짐없이 구하고, 내려온 크기·묶음 표시 지시를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 값이 다른 높이표를 직접 만들어 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

정해진 자리에서만 머무는 것이 내려올 때 내는 빛의 무늬 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.에너지 양자화란 무엇인지 쓰고, 기체 원자의 스펙트럼이 연속이 아니라 선스펙트럼(선의 형태)으로 나타나는 까닭을 설명하시오.
2.수소 원자에서 전자가 n=3(-1.51 eV)에서 n=2(-3.40 eV)로 전이할 때 방출되는 빛의 에너지를 구하시오.
3.라이먼·발머·파셴 계열은 각각 전자가 몇 번째 궤도(n)로 전이할 때 방출되며, 어느 빛 영역(자외선/가시광선/적외선)에 속하는지 쓰시오.
4.발머 계열에서 n=3→n=2 전이와 n=4→n=2 전이로 방출되는 빛의 에너지를 각각 구하고, 어느 쪽 빛의 파장이 더 긴지 쓰시오.
5.두 기체 원자 A, B의 선스펙트럼에서 선의 위치와 수가 서로 다르게 나타났다. 그 까닭을 쓰고, 이를 이용해 무엇을 알 수 있는지 쓰시오.
정답
1. 원자 속 전자는 정해진(불연속적인) 에너지 준위만 가질 수 있다(에너지 양자화). 전자가 높은 준위에서 낮은 준위로 전이할 때 두 준위의 에너지 차만큼의 특정 에너지(파장)의 빛만 방출되므로, 연속이 아닌 특정 파장의 선으로 나타난다. 2. ΔE = (-1.51 eV) - (-3.40 eV) = 1.89 eV 3. 라이먼 계열: n=1로 전이, 자외선 영역 · 발머 계열: n=2로 전이, 가시광선 영역 · 파셴 계열: n=3로 전이, 적외선 영역 4. n=3→2: (-1.51)-(-3.40)=1.89 eV · n=4→2: (-0.85)-(-3.40)=2.55 eV · 에너지가 작을수록 파장이 길므로 1.89 eV(n=3→2)의 파장이 더 길다. 5. 원자의 종류에 따라 전자 궤도의 에너지 준위 분포가 다르기 때문이다. 따라서 선의 위치를 분석하면 어떤 기체 원자에서 방출된 빛인지(원자의 종류)를 알 수 있다.
2/2