무게가 가른 세 갈래의 끝
지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 아래는 수명을 다한 별 8개의 '중심핵 무게'입니다(태양 무게를 1로 봄): 0.6, 1.0, 1.2, 1.8, 2.5, 4.0, 8.0, 15. 경계가 되는 수 두 개도 있어요: 1.4 와 3.0. 그리고 별이 맞이할 '마지막 모습' 카드 3장 — (가) 지구만 한 크기로 서서히 식어 가는 별 (나) 도시만 한 크기인데 한 숟갈이 수억 t일 만큼 빽빽하고 빠르게 도는 별 (다) 빛조차 빠져나오지 못할 만큼 좁게 짓눌린 곳. 예제: 중심핵 무게 8인 별 (비교용: 중심핵 무게 0.6인 별)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①안내문의 별 8개 무게(태양=1)를 작은 수부터 큰 수 순서로 [칸 A]에 다시 적어 보세요.
- ②[칸 A]의 각 무게를 경계 수 1.4와 비교해, 1.4보다 작은 무게 모두에 ◯표 하세요.
- ③◯표 하지 않은 무게를 경계 수 3.0과 비교해, 3.0보다 큰 무게 모두에 △표 하세요.
- ④◯표·△표·아무 표시 없음의 세 묶음으로 나눠, 각 묶음의 무게를 [칸 B]에 나란히 적어 보세요.
- ⑤카드 (가)(나)(다)를 무게가 작은 묶음부터 큰 묶음 순서로 [칸 B] 옆에 짝지어 붙이세요.
- ⑥무게가 가장 작은 별과 가장 큰 별의 '마지막 모습'을 골라 [칸 C]에 한 줄로 옮겨 적어 보세요.
칸 C — 가장 작은 별과 가장 큰 별의 마지막 모습
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]에서 무게가 큰 묶음일수록 별의 마지막 모습이 더 좁고 빽빽하게 짓눌렸나요? 이것은 이 8개 별이라서 생긴 우연일까요, 어떤 별에서도 성립하는 규칙일까요? 다른 무게의 별(예: 5, 20)을 직접 정해 어느 묶음에 드는지 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 무게 ___ 로 해 보니 …
(2)무게 0.6인 별과 무게 15인 별은 똑같이 수명을 다했는데도 마지막 모습이 전혀 달랐습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)
✎ 두 별은 처음부터 ___ 이 달랐기 때문에 …
(3)경계 수를 1.4와 3.0 대신 2.0과 5.0으로 바꾸면, 8개 별 중 소속 묶음이 달라지는 별이 있나요? 있다면 그 무게를 찾아 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. 빼도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 나눈 세 묶음의 '마지막 모습' 각각에, 그리고 무거운 별이 마지막에 크게 터지는 사건에, 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 8개 무게를 정확히 정렬하고, 두 경계로 세 묶음을 빠짐없이 나눠 마지막 모습을 알맞게 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 무게가 클수록 더 짓눌린다는 규칙에 이유를 붙였고, 다른 무게를 직접 정해 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 묶음과 폭발 사건에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
무게가 가른 세 갈래의 끝 · 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.태양보다 질량이 매우 큰 별이 주계열성 이후 거치는 진화 단계를 순서대로 쓰시오.
2.초거성의 중심부에서 핵융합으로 원소가 만들어질 때, 어떤 원소까지 만들어지고 멈추는지 쓰고 그 까닭을 한 줄로 설명하시오.
3.금·납·우라늄처럼 철보다 무거운 원소는 별의 진화 과정 중 언제 만들어지는지 쓰시오.
4.별의 최후는 중심핵 질량으로 갈린다. 다음 중심핵 질량을 백색왜성/중성자별/블랙홀로 분류하시오: (가) 1.0M☉ (나) 2.2M☉ (다) 5.0M☉.
5.중심핵 질량이 각각 1.3M☉, 2.9M☉인 두 별의 최후를 쓰고, 왜 다른지 경계값을 들어 설명하시오.
6.블랙홀은 빛조차 빠져나오지 못하는데, 그 존재를 알아내는 방법을 한 가지 쓰시오.
정답
1. 주계열성 → 초거성 → 초신성 → 중성자별 또는 블랙홀
2. 철(Fe)까지 만들어지고 멈춘다. 철은 핵융합으로 더 이상 에너지를 낼 수 없어(흡열) 더 무거운 원소로 융합이 진행되지 않기 때문이다.
3. 초신성 폭발 과정에서 만들어진다(엄청난 에너지로 양성자·중성자가 원자핵과 융합).
4. (가) 백색왜성 (M<1.4) · (나) 중성자별 (1.4<M<3) · (다) 블랙홀 (M>3)
5. 1.3M☉은 백색왜성, 2.9M☉은 중성자별. 경계 1.4M☉를 사이에 두고 1.3은 그보다 작아 백색왜성, 2.9는 1.4~3 사이라 중성자별이 된다.
6. 블랙홀로 빨려드는 주변 기체가 고온으로 가열되며 방출하는 X선을 관측하여 알 수 있다.