가장 어두운데 가장 거대한 별

지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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점수

안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. '한 조각이 내는 빛'은 별 겉면의 작은 한 조각이 내뿜는 빛의 세기이고, '전체가 내뿜는 빛'은 별 전체가 사방으로 내보내는 빛의 총량입니다. 지시를 따라 손으로 직접 계산한 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 네 별 가·나·다·라의 두 값 (비교용: 별 다 ↔ 별 라)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 네 별의 값입니다 — 가: 조각4·전체16, 나: 조각4·전체64, 다: 조각1·전체100, 라: 조각25·전체25.
  2. 각 별에서 [전체가 내뿜는 빛 ÷ 한 조각이 내는 빛]을 계산해 [칸 A]에 별 이름과 함께 적어 보세요.
  3. [칸 A]의 값이 큰 별부터 작은 별 순서로 별 이름을 [칸 B]에 나열해 보세요.
  4. '한 조각이 내는 빛'이 가장 큰 별을 찾아 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. '전체가 내뿜는 빛'이 가장 큰 별을 찾아 [칸 D]에 적어 보세요.
  6. [칸 A]의 값이 가장 큰 별을 [칸 E]에 적고, [칸 C]·[칸 D]의 별과 같은지 비교해 보세요.
칸 A — 각 별의 [전체 ÷ 한 조각] 값
칸 B — 그 값이 큰 별부터 나열
칸 C — 한 조각이 가장 밝은 별
칸 D — 전체가 가장 밝은 별
칸 E — [칸 A] 값이 가장 큰 별
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]에서 구한 '전체 ÷ 한 조각' 값은 그 별의 무엇을 말해 준다고 생각하나요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 한 조각이 내는 빛이 같다면, 전체 빛이 클수록 그 별은 겉면이 더 ___기 때문에 …

(2)'한 조각이 가장 밝은 별([칸 C])'이 '[칸 A] 값이 가장 큰 별([칸 E])'과 서로 달랐습니다. 이것은 이 네 별만의 우연일까요, 어떤 별에서도 생기는 규칙일까요? 두 별의 값을 직접 새로 만들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 두 별 (조각__·전체__), (조각__·전체__)로 해 보니 …

(3)별 다는 한 조각이 가장 어두운데도 [칸 A] 값이 가장 컸고, 별 라는 한 조각이 가장 밝은데도 가장 작았습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 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 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. '한 조각이 내는 빛', '전체가 내뿜는 빛', '전체 ÷ 한 조각'은 각각 무엇의 다른 이름일까요? (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)네 별의 '전체 ÷ 한 조각'을 정확히 계산하고, 칸별 비교·나열을 빠짐없이 함상 · 중 · 하
해석 (40점)관찰한 결과의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 새 값을 직접 만들어 우연/규칙을 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

가장 어두운데 가장 거대한 별 · 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.슈테판·볼츠만 법칙에 따르면 흑체가 단위 시간·단위 면적에서 방출하는 에너지양 E는 표면온도 T와 어떤 관계인지 식으로 쓰시오.
2.별의 광도 L을 별의 표면온도 T와 반지름 R로 나타내는 식을 쓰시오.
3.표면온도가 태양과 같고 반지름이 태양의 3배인 별의 광도는 태양의 몇 배인지 구하시오.
4.어떤 별의 광도가 태양의 100배이고 표면온도가 태양과 같을 때, 이 별의 반지름은 태양의 몇 배인지 구하시오.
5.광도가 태양의 100배로 서로 같은 두 별 A(표면온도 태양의 2배)와 B(표면온도 태양과 같음)가 있다. 반지름이 더 큰 별을 고르고, 각각 태양의 몇 배인지 구하시오.
정답
1. E = σT⁴ (T의 4제곱에 비례) 2. L = 4πR²σT⁴ 3. 9배 (L ∝ R²T⁴, T 같음 → 3² = 9) 4. 10배 (R ∝ √L / T², T 같음 → √100 = 10) 5. B가 더 큼 · A=2.5배(√100÷2²), B=10배(√100÷1²) — 광도가 같아도 표면온도가 낮은 별이 더 크다
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