반씩 바뀔 때, 얼마나 지났는지 알아내기
지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
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: 처음 64에서 절반씩 (비교용: 매번 같은 수(12)씩 줄어드는 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 64를 적고, 오른쪽으로 갈수록 바로 앞 수의 절반을 적어 시간 칸을 6번까지 채우세요.
- ②시간 칸마다 64에서 [칸 A]의 수를 뺀 값을 구해 [칸 B]에 나란히 적으세요.
- ③[칸 A]와 [칸 B]의 수가 같아지는 시간 칸을 찾아 ◯표 하고, 몇 번째인지 [칸 C]에 적으세요.
- ④세 번째로 지난 시간 칸에서 (칸 A의 수 : 칸 B의 수)를 가장 간단한 정수비로 바꿔 [칸 D]에 적으세요.
- ⑤처음 수를 80으로 바꿔 절반씩 세 번 줄여 보고, 세 번째의 (원래 수 : 바뀐 수) 비를 [칸 E]에 적으세요.
- ⑥[칸 D]와 [칸 E]의 비를 나란히 놓고 같은지 다른지 비교해 보세요.
칸 A — 시간이 지날수록 남는 원래 표시 개수 (64에서 시작, 반씩)
칸 B — 그때까지 다른 표시로 바뀐 개수 (= 64 − 칸 A의 수)
칸 C — 원래 표시와 바뀐 표시가 같아지는 때(몇 번째)
칸 D — 세 번째로 지난 때의 (원래 : 바뀐) 정수비
칸 E — 처음을 80으로 했을 때 세 번째의 (원래 : 바뀐) 비
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]의 바뀐 개수는 시간 칸마다 얼마씩 늘었나요? [칸 A]의 남는 개수는 어떤 방식으로 줄었나요? 두 줄의 변화 방식을 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 남는 쪽은 매번 ___만큼(배) 줄고, 바뀐 쪽은 ___ 때문에 …
(2)[칸 D]와 [칸 E]의 비가 같게 나온 것은 처음 수가 64라서 생긴 우연일까요, 어떤 처음 수에서도 생기는 규칙일까요? 처음 수를 하나 더 골라 세 번 줄여 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 처음 수 ___로 세 번 줄이니 비는 ___였다.
(3)이번엔 절반씩이 아니라 매번 같은 수(예: 12)씩 줄어드는 표를 64에서 세 칸 만들어 보세요. 이 표에서도 (원래 : 바뀐) 비가 앞처럼 일정하게 유지되나요? 무엇 때문에 다른지 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 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. 특히 '남는 수와 바뀐 수의 비로 지나간 시간을 알아내는 일'에 이름을 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 표를 절반씩 정확히 채우고 뺀 값을 구했으며, 같아지는 때와 정수비를 바르게 찾음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 두 줄의 변화 방식을 설명하고, 다른 처음 수로 직접 확인한 근거와 대조 표의 차이를 밝힘 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
반씩 바뀔 때, 얼마나 지났는지 알아내기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.방사성 동위 원소의 '반감기'란 무엇인지 서술하고, 반감기가 5730년인 탄소-14(¹⁴C)가 처음 양의 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간을 쓰시오.
2.반감기가 5730년인 탄소-14(¹⁴C)가 어떤 화석에서 처음 양의 1/8만 남아 있었다. 반감기가 몇 번 지났으며, 이 화석의 나이는 약 몇 년인가?
3.어떤 광물에서 모원소와, 그것이 붕괴하여 생긴 자원소의 개수 비가 1 : 3이었다. 반감기가 몇 번 지났는가? 반감기가 5730년이라면 나이는 몇 년인가?
4.화성암·변성암·퇴적암 중, 방사성 동위 원소로 암석이 만들어진 시기(절대 연령)를 직접 측정하기 어려운 것은 무엇인가? 그 까닭을 쓰시오.
5.지구의 탄생 시기(약 46억 년 전)를 알아낼 때와, 수천 년 전 유물의 연대를 알아낼 때 반감기가 긴 원소와 짧은 원소 중 각각 무엇이 적절한지 쓰고 까닭을 쓰시오.
정답
1. 반감기 = 방사성 동위 원소(모원소)의 양(원자 수)이 처음의 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간. ¹⁴C가 절반으로 줄어드는 시간 = 5730년.
2. 1/8 = (1/2)³ → 반감기 3번 → 3 × 5730 = 17190년(약 1만 7190년).
3. 모원소가 남은 비율 = 1/(1+3) = 1/4 = (1/2)² → 반감기 2번 → 2 × 5730 = 11460년.
4. 퇴적암. 퇴적암을 이루는 알갱이(쇄설물)는 이전의 근원암에서 온 것이므로, 측정하면 퇴적된 시기가 아니라 근원암이 만들어진 시기가 나오기 때문이다.
5. 지구 탄생 등 아주 오래된 시기 → 반감기가 긴 원소(반감기가 짧으면 이미 거의 다 붕괴해 남은 양이 없어 잴 수 없음). 수천 년 유물 → 반감기가 비교적 짧은 원소(반감기가 너무 길면 양이 거의 안 줄어 차이를 잴 수 없음). 남은 양의 차이를 측정할 수 있어야 하므로 측정할 시간과 반감기가 비슷한 원소를 쓴다.