뿌연 막을 지날수록 흐려지고 붉어지는 빛
지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 똑같은 램프들을 뿌연 막 너머로 바라봅니다. 막이 두꺼울수록 눈에 닿는 빛이 어떻게 달라지는지, 파란빛과 붉은빛을 따로 재어 표에 채우며 직접 찾아봅시다. 예제: 뿌연 막을 지나 온 램프 빛 (비교용: 막이 없을 때(두께 0))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 막 두께 0·1·2일 때 도착한 파란빛 100·50·25를 적고, 규칙을 찾아 두께 3의 값을 이어 적어 보세요.
- ②[칸 B]에 막 두께 0·1·2일 때 도착한 붉은빛 100·80·64를 적고, 같은 방식으로 두께 3의 값을 이어 적어 보세요.
- ③각 두께에서 파란빛의 양을 붉은빛의 양으로 나눈 값을 계산해 [칸 C]에 두께 순서대로 적어 보세요.
- ④[칸 A]와 [칸 B]의 수가 두께가 커질수록 어떻게 변하는지 보고 '늘어남' 또는 '줄어듦'을 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤두께 0과 두께 3을 비교해 파란빛과 붉은빛 중 더 많이 사라진 쪽을 [칸 E]에 적어 보세요.
- ⑥[칸 C]의 값이 두께가 커질수록 커지는지 작아지는지 확인해 화살표(↑ 또는 ↓)로 [칸 F]에 표시해 보세요.
칸 A — 막 두께 0·1·2·3일 때 도착한 파란빛의 양
칸 B — 막 두께 0·1·2·3일 때 도착한 붉은빛의 양
칸 D — 빛 전체 양의 변화(늘어남/줄어듦)
칸 F — 파란빛÷붉은빛 값의 변화 방향(↑/↓)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 D]와 [칸 E]에 적은 것을 보면, 막이 두꺼워질수록 도착한 빛에 어떤 두 가지 변화가 함께 일어나나요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 막이 두꺼울수록 도착한 빛은 전체적으로 ___지고, 그중에서도 ___빛이 더 많이 …
(2)두께가 커질수록 [칸 C] 값이 작아지는 것이 이 램프에서만 생긴 우연일까요, 어떤 빛에서도 생기는 규칙일까요? 두께 4의 값을 규칙으로 예측해 직접 계산한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 두께 4에서 파란빛 ___, 붉은빛 ___ 이므로 …
(3)막이 없을 때(두께 0)와 두꺼울 때(두께 2)의 [칸 C] 값이 다른 것은 무엇 때문일까요? 그리고 그 차이가 램프의 겉보기 색에 어떤 영향을 줄지 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 배울(또는 배운) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 수를 규칙에 맞게 채우고, 나눗셈·비교·표시 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 두께에 따른 두 가지 변화를 자기 말로 설명하고, 다른 두께를 직접 계산해 규칙을 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
뿌연 막을 지날수록 흐려지고 붉어지는 빛 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어로 정리해 봅시다.
1.성간 물질(티끌)을 통과한 별빛은 밝기와 색의 두 측면에서 각각 어떻게 달라지는지 서술하시오.
2.어떤 별의 관측된 색지수 (B−V)가 0.8이고, 분광형으로 정한 본래 색지수 (B−V)₀가 0.2일 때, 색초과 E(B−V)를 구하시오.
3.성간 티끌에 의한 소광량은 파장에 따라 다르다. 파란빛과 붉은빛 중 더 많이 소광되는 것은 무엇이며, 그 까닭은 무엇인가?
4.실제로 같은 분광형(같은 본래 색)인 두 별 A, B의 관측된 색지수가 A=0.3, B=0.9였다. 성간 티끌의 영향(적색화)을 더 크게 받은 별은 무엇인가?
5.어떤 별까지의 거리를 밝기로 계산할 때 성간 소광을 고려하지 않으면, 실제 거리에 비해 어떻게 어긋나며 소광을 보정하면 거리는 어느 쪽으로 바뀌는가?
정답
1. 밝기는 어두워지고(성간 소광), 짧은 파장의 파란빛이 더 많이 산란·흡수되어 별이 실제보다 붉게 보인다(성간 적색화).
2. E(B−V) = 0.8 − 0.2 = 0.6
3. 파란빛. 파장이 짧을수록 성간 티끌에 의한 산란이 잘 일어나 더 많이 소광된다.
4. B. 색초과가 더 커서 더 많이 적색화되었으며, 그만큼 더 많은 성간 물질을 통과한 것이다.
5. 소광으로 실제보다 어둡게 보여 거리를 실제보다 멀게(크게) 계산하게 된다. 소광을 보정하면 거리는 더 가깝게(작게) 수정된다.