전지를 연결하면 스스로 빛을 내는 작은 조각

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: 리모컨·신호등 속 작은 빛나는 조각 (비교용: 뜨겁게 달궈져 빛나는 옛날 전구)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 작은 조각을 위층·아래층으로 나눠 그리고, 위층엔 ○ 아래층엔 ● 알갱이를 여러 개 그려 넣으세요.
  2. 전지를 올바로 연결하면 ○는 아래로 ●는 위로 움직입니다. 그 이동을 [칸 A]에 화살표로 그리세요.
  3. 두 층이 맞닿는 경계에서 ○와 ●가 마주치는 자리에 ★를 찍고, 거기서 위로 뻗는 빛줄기를 [칸 A]에 그리세요.
  4. [칸 C]에 재료를 바꾸면 나온다는 빨강·초록·파랑 빛을 색 이름과 함께 적으세요.
  5. 이 빛내는 조각과 뜨겁게 달궈져 빛나는 옛날 전구를 [칸 B]에서 공통점·차이점으로 나눠 적으세요.
  6. 전지를 반대 방향으로 연결하면 ★자리에서 어떤 일이 생길지 [칸 D]에 한 줄로 예상해 적으세요.
  7. 이 조각이 쓰일 만한 물건을 주변에서 세 가지 찾아 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 작은 조각의 위층·아래층·알갱이·화살표·★·빛줄기 그림
칸 B — 빛내는 조각 ↔ 뜨거운 옛 전구 (공통점 / 차이점)
칸 C — 재료를 바꿔 나오는 세 가지 색
칸 D — 전지를 반대로 연결하면
칸 E — 이 조각이 쓰이는 물건 세 가지
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)★자리에서 빛이 나온 까닭을 여러분의 말로 설명하세요. ○ 또는 ● 한 쪽만 있어도 빛이 날까요? 다른 상상 사례를 직접 만들어 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ ★자리에서 ○와 ___가 ___기 때문에 …. 내가 만든 사례로 확인해 보니 …

(2)이 빛내는 조각과 옛날 전구는 똑같이 빛을 내지만 만졌을 때 온도가 다릅니다. 무엇 때문에 이 차이가 생겼을지 [칸 B]를 근거로 쓰세요. (15점)

✎ 옛 전구는 ___해서 빛나고, 이 조각은 ___해서 빛나기 때문에 …

(3)재료만 바꿨을 뿐인데 나오는 빛의 색이 달라진 까닭은 무엇일지, 색과 재료 사이의 관계로 설명하세요. (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 것(○ 알갱이·● 알갱이·두 층·경계에서의 만남 등)에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 스스로 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)두 층·두 종류 알갱이·이동 화살표·경계의 만남·빛줄기를 빠짐없이 그리고, 비교·예상 지시를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)빛이 난 까닭에 이유를 붙였고, 다른 사례를 직접 만들어 확인한 근거와 온도 차이의 원인을 씀상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

전지를 연결하면 스스로 빛을 내는 작은 조각 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 용어를 써서 확인합니다. 풀이를 빈 곳에 쓰고, 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.발광 다이오드(LED)는 어떤 두 종류의 반도체를 접합하여 만드는지 쓰시오.
2.LED에 전류를 흘려줄 때 빛이 방출되는 원리를, 전자와 양공을 이용해 설명하시오.
3.같은 구조의 LED라도 방출하는 빛의 색깔이 달라지는 까닭을 쓰시오.
4.이미지에 근거하여 LED가 백열전구에 비해 갖는 장점 두 가지와, 이용되는 예를 두 가지 쓰시오.
5.어떤 LED가 파장 660 nm의 빨간빛을 낸다. 이 빛의 광자 1개가 갖는 에너지를 구하시오. (E=hc/λ, h=6.63×10⁻³⁴ J·s, c=3.0×10⁸ m/s, 1 eV=1.6×10⁻¹⁹ J)
정답
1. p형 반도체와 n형 반도체를 접합한 p-n 접합 소자이다. 2. 전류가 n형 쪽에 전자를, p형 쪽에 양공을 공급하면 두 알갱이가 접합면으로 이동해 만나 재결합하며, 이때 전도띠와 원자가띠의 에너지 준위 차이만큼의 에너지가 빛으로 방출된다. 3. 반도체 재료에 따라 에너지 준위 차이(띠틈)가 다르고, 그 차이만큼의 에너지가 빛으로 나오므로 재료를 바꾸면 색깔이 달라진다. 4. 장점: 수명이 길고 크기가 작다. 이용: 각종 영상 표시 장치(금전 출납기·주유기·전자레인지·전자 시계 등), 조명 장치, TV 리모컨과 같은 적외선 발광기. 5. E = hc/λ = (6.63×10⁻³⁴×3.0×10⁸)/(660×10⁻⁹) ≈ 3.0×10⁻¹⁹ J ≈ 1.88 eV
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