정해진 층 사이를 옮길 때 생기는 차이 값만 골라 계산하기

물리 2 · 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: -13.6 ÷ n² 로 정해지는 층 값 (n=1, 2, 3, 4) (비교용: 층과 층 사이의 값(예: -2.00))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. n=1, 2, 3, 4에 대해 -13.6÷n²을 계산해 [칸 A]에 소수 둘째 자리까지 적으세요.
  2. [칸 A]의 네 값을 [칸 B]에 아래에서 위로 사다리 눈금처럼 그려 넣으세요.
  3. n=3의 값에서 n=2의 값을 뺀 결과를 [칸 C]에 적으세요.
  4. 같은 방법으로 n=4와 n=2의 차이, n=2와 n=1의 차이도 [칸 C]에 적으세요.
  5. [칸 C]의 세 값이 서로 다른지 확인하고, 가장 큰 값에 ◯표 하세요.
  6. [칸 B]의 사다리를 보고 -2.00 자리에 눈금이 있는지 확인해 [칸 D]에 적으세요.
  7. n이 커질수록 이웃한 두 층의 간격이 어떻게 되는지 [칸 D]에 이어 적으세요.
칸 A — n=1~4의 -13.6÷n² 값
칸 B — 사다리 눈금 그림
칸 C — 층 사이의 차이 값
칸 D — -2.00 자리 확인 · 간격의 변화
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]의 세 값은 서로 달랐나요? 이 사다리에서 나올 수 있는 차이 값이 아무 값이나 가능한지, 정해진 몇 개뿐인지 근거를 들어 쓰세요. (15점)

✎ 차이 값은 두 층의 ___로만 정해지므로 …

(2)n을 5, 6, 7로 늘려도 이웃한 두 층의 간격이 계속 좁아질까요? 이 네 값에서만 생긴 우연인지 규칙인지 예상을 걸고, n=5와 n=6을 직접 계산한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. n=5는 ___, n=6은 ___이므로 …

(3)만약 -2.00 같은 층 사이 값에도 머물 수 있다면, [칸 C]에서 얻는 차이 값의 개수는 어떻게 달라질까요? 실제 사다리와 무엇이 달라지는지 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 계산을 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 만든 사다리와 차이 값이 무엇인지 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)네 값을 소수 둘째 자리까지 정확히 계산하고 사다리와 차이 값을 빠짐없이 적음상 · 중 · 하
해석 (40점)차이 값이 정해진 몇 개뿐임을 근거로 설명했고, n=5·6을 직접 계산해 확인함상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

정해진 층 사이를 옮길 때 생기는 차이 값만 골라 계산하기 · 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.보어의 수소 원자 모형에서 도입한 두 가지 가정의 이름과 내용을 각각 쓰시오.
2.수소 원자의 에너지 준위는 En = -13.6/n² eV이다. n=2와 n=3의 에너지 준위를 각각 구하시오.
3.전자가 n=3에서 n=2로 전이할 때 방출되는 광자의 에너지를 eV와 J 단위로 구하시오. (1 eV=1.6×10⁻¹⁹ J)
4.위 광자의 파장을 구하시오. (h=6.63×10⁻³⁴ J·s, c=3×10⁸ m/s)
5.전자가 n=2에서 n=1로 전이할 때 방출되는 광자의 에너지와 파장을 구하고, 어느 영역의 빛인지 쓰시오.
정답
1. ① 양자 조건 — 전자는 mvr = n·h/2π (n=1,2,3…)를 만족하는 특정 궤도에서만 원운동하며 이때는 전자기파를 방출하지 않는다(정상 상태). ② 진동수 조건 — 전자가 준위 En에서 Em으로 옮겨 갈 때 두 준위 차이만큼의 광자를 방출·흡수한다(hf = En - Em). 2. E2 = -13.6/4 = -3.40 eV, E3 = -13.6/9 = -1.51 eV 3. ΔE = E3 - E2 = -1.51 - (-3.40) = 1.89 eV = 1.89 × 1.6×10⁻¹⁹ = 3.02×10⁻¹⁹ J 4. λ = hc/ΔE = (6.63×10⁻³⁴ × 3×10⁸)/3.02×10⁻¹⁹ = 1.989×10⁻²⁵/3.02×10⁻¹⁹ = 6.58×10⁻⁷ m (약 658 nm, 붉은색 가시광선) 5. ΔE = -3.40 - (-13.60) = 10.2 eV = 1.632×10⁻¹⁸ J → λ = 1.989×10⁻²⁵/1.632×10⁻¹⁸ = 1.22×10⁻⁷ m (약 122 nm) → 자외선 영역
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