왔다 갔다 하는 빛 줄에 숨은 신호
지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 세 별 ㉮·㉯·㉰의 빛 줄 기록을 손으로 직접 그리고 읽은 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 세 별 ㉮·㉯·㉰의 빛 줄 기록 (비교용: 어긋남이 늘 0인 별 ㉰)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①별 ㉮의 어긋난 칸수 0, +3, +4, +3, 0, −3, −4, −3을 [칸 A] 눈금에 점 찍고 선으로 이으세요.
- ②별 ㉯의 어긋난 칸수 0, +1, +1, +1, 0, −1, −1, −1을 [칸 B]에 같은 방법으로 그리세요.
- ③[칸 A]에서 한쪽으로 가장 많이 어긋난 칸수를 [칸 C]에, [칸 B]의 것을 [칸 D]에 적으세요.
- ④[칸 A]의 선이 +에서 0을 지나 −로 갔다가 다시 +로 돌아오는지 손가락으로 짚어 보세요.
- ⑤[칸 C]와 [칸 D] 중 어느 별이 더 크게 흔들리는지 칸수가 큰 쪽에 ◯표 하세요.
- ⑥별 ㉰는 여덟 번 모두 어긋난 칸수가 0이었습니다. 이 사실을 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 별 ㉮ — 시각별 어긋난 칸수 (눈금·꺾은선)
칸 B — 별 ㉯ — 시각별 어긋난 칸수 (눈금·꺾은선)
칸 C — ㉮가 한쪽으로 가장 크게 어긋난 칸수
칸 D — ㉯가 한쪽으로 가장 크게 어긋난 칸수
칸 E — 별 ㉰의 어긋난 칸수 (있음/없음)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A] 별 ㉮의 선이 오른쪽(+)으로 갔다가 왼쪽(−)으로 갔다가를 규칙적으로 되풀이합니다. 이것은 그 별에게 무슨 일이 일어나고 있다는 뜻일까요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 그 별은 눈에 보이지 않는 무언가에 ___되어, 우리에게서 ___졌다 ___졌다 하기 때문에 …
(2)⑤에서 더 크게 흔들린 별에는 더 무거운 짝이 숨어 있다고 말할 수 있을까요? 이것이 ㉮·㉯라서 생긴 우연일까요, 어떤 별에서도 성립하는 규칙일까요? 어긋난 칸수를 스스로 정한 별을 하나 만들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 별의 칸수 ___로 해 보니 …
(3)별 ㉰는 여덟 번 모두 어긋난 칸수가 0이었습니다. [칸 E]의 이 별은 [칸 A]·[칸 B]와 무엇이 다른가요? 이것만 보고 '숨은 짝이 전혀 없다'고 단정해도 될지, 무엇 때문에 조심해야 하는지 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. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 세 별의 어긋난 칸수를 눈금에 정확히 그리고, 큰 쪽 표시와 +↔− 왕복 확인을 바르게 함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 관찰한 흔들림의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 스스로 만든 사례로 규칙을 검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
왔다 갔다 하는 빛 줄에 숨은 신호 · 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.어떤 별의 빛을 분석하니 스펙트럼의 흡수선이 붉은색 쪽으로 이동하는 적색 편이가 나타났다. 이 별은 관측자에게 가까워지고 있는가, 멀어지고 있는가? 이유와 함께 쓰시오.
2.한 별의 흡수선이 '기준 위치 → 붉은 쪽 → 기준 → 파란 쪽 → 기준'을 일정한 주기로 되풀이하며 이동하였다. 이 별에 대해 무엇을 추정할 수 있는지 쓰시오.
3.서로 다른 두 중심별 A, B에서 파장 변화의 폭을 재니 A가 B보다 컸다. 두 별을 거느린 행성 중 어느 쪽 질량이 더 큰지 이유와 함께 쓰시오.
4.어떤 외계 행성계는 행성의 공전 궤도면이 관측자의 시선 방향과 정확히 수직이다. 시선 속도 변화를 이용한 이 방법으로 행성을 탐사할 수 있는가? 이유와 함께 답하시오.
5.지구처럼 질량이 작은 행성이 중심별에서 멀리 떨어져 공전한다. 시선 속도 변화를 이용한 방법으로 이런 행성을 발견하기 쉬운가, 어려운가? 이유를 쓰시오.
정답
1. 멀어지고 있다. 별이 멀어지면 별빛의 파장이 길어져 흡수선이 붉은색 쪽으로 이동(적색 편이)하기 때문이다.
2. 눈에 보이지 않는 외계 행성이 있어, 중심별과 함께 공통 질량 중심 주위를 공전하며 시선 속도가 주기적으로 변한다(도플러 효과). 흡수선의 파장 변화로 행성의 존재를 확인할 수 있다.
3. A를 도는 행성의 질량이 더 크다. 행성의 질량이 클수록 중심별의 움직임이 커져 시선 속도 변화, 즉 파장 변화(도플러 효과)가 크게 나타나기 때문이다.
4. 탐사할 수 없다. 궤도면이 시선 방향과 수직이면 중심별이 관측자 쪽으로 가까워지거나 멀어지지 않아 시선 속도 변화가 없고, 파장 변화(도플러 효과)가 나타나지 않기 때문이다.
5. 어렵다. 행성의 질량이 작거나 중심별에서 멀리 떨어져 있으면 중심별의 이동 속도(시선 속도 변화)가 작아 파장 변화가 작게 나타나므로 관측이 어렵다.