여러 번 떨어진 자국이 흩어진 범위를 하나의 수로 요약하기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

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: 구슬 20번 떨어뜨리기 (틈 6 mm) (비교용: 같은 구슬 20번 (틈 2 mm))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 두 자 사이를 6 mm 벌린 틈 위에서 구슬을 20번 떨어뜨려 아래 종이에 자국을 남기세요.
  2. 자국들 중 가장 왼쪽과 가장 오른쪽 자국에 ✕표를 하고, 그 사이 거리를 재어 [칸 C]에 적으세요.
  3. 자국이 가장 빽빽한 자리에 세로선을 긋고, 그 선에서 양쪽으로 자국 절반이 들어오는 폭을 재어 [칸 D]에 적으세요.
  4. 틈을 2 mm로 좁혀 ①~③을 다시 하고 결과를 [칸 B]와 [칸 E]에 적으세요.
  5. [칸 C]와 [칸 D] 중 어느 값이 '구슬이 놓인 자리'를 더 좁게 말해 주는지 [칸 F]에 적으세요.
  6. [칸 D]와 [칸 E]를 비교해 어느 쪽이 더 작은지 [칸 F] 옆에 적으세요.
칸 A — 틈 6 mm — 자국 20개
칸 B — 틈 2 mm — 자국 20개
칸 C — 양 끝 자국 사이 거리(6 mm)
칸 D — 절반이 들어오는 폭(6 mm)
칸 E — 절반이 들어오는 폭(2 mm)
칸 F — 비교 결과
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)구슬 하나가 어디에 떨어질지 미리 한 점으로 말할 수 있었나요? 없었다면 '어디쯤'을 말하기 위해 여러분이 만든 수는 무엇이며, 왜 그 수를 골랐는지 쓰세요. (15점)

✎ 한 점으로는 말할 수 없었고, 대신 ___라는 수로 말했다. 그 이유는 …

(2)구슬을 20번이 아니라 40번 떨어뜨려 직접 확인해 보세요. [칸 D]의 값은 크게 달라졌나요? 이 값이 횟수에 따라 흔들리는 우연일까요, 틈의 크기가 정하는 규칙일까요? 확인 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 40번 해 본 [칸 D]의 값은 ___이었고 …

(3)[칸 C](양 끝 사이 거리)를 쓰지 않고 [칸 D](절반이 들어오는 폭)를 쓰면 무엇이 좋아지나요? 두 수가 무엇 때문에 다른 크기를 갖는지 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)두 조건에서 20번씩 실행해 자국을 남기고, 두 종류의 폭을 정확히 재어 적음상 · 중 · 하
해석 (40점)한 점으로 말할 수 없는 이유를 자기 수로 설명했고, 횟수를 늘려 직접 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

여러 번 떨어진 자국이 흩어진 범위를 하나의 수로 요약하기 · 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.위치 불확정량 Δx의 정의를 불확정성 원리 Δx·Δp ≥ h/4π 를 이용해 한 문장으로 설명하시오.
2.전자(m=9.1×10⁻³¹ kg)의 속도 불확정량이 Δv = 1.0×10⁵ m/s일 때 위치 불확정량 Δx의 최솟값을 구하시오. (h=6.63×10⁻³⁴ J·s)
3.같은 전자의 Δv가 1.0×10³ m/s로 줄었을 때 Δx의 최솟값을 구하시오.
4.문제 2의 답을 원자의 크기(약 1×10⁻¹⁰ m)와 비교하여, 원자 속 전자의 궤도를 하나의 선으로 그릴 수 없는 이유를 쓰시오.
5.질량 0.15 kg인 야구공의 Δv = 1.0×10⁻² m/s일 때 Δx의 최솟값을 구하고, 야구공의 궤도는 왜 선으로 그릴 수 있는지 쓰시오.
정답
1. Δx는 입자가 존재할 수 있는 위치 범위의 폭으로, Δx가 작아질수록 운동량 불확정량 Δp는 h/4π를 넘도록 반드시 커진다. 2. Δp = 9.1×10⁻³¹ × 1.0×10⁵ = 9.1×10⁻²⁶, Δx ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 9.1×10⁻²⁶ ≈ 5.8×10⁻¹⁰ m 3. Δp = 9.1×10⁻²⁸, Δx ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 9.1×10⁻²⁸ ≈ 5.8×10⁻⁸ m 4. Δx(≈5.8×10⁻¹⁰ m)가 원자 크기보다 크므로 전자의 위치를 원자 안의 한 점·한 선으로 특정할 수 없다. 5. Δp = 1.5×10⁻³, Δx ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 1.5×10⁻³ ≈ 3.5×10⁻³² m. 공의 크기에 비해 무시할 만큼 작아 궤도를 선으로 그릴 수 있다.
2/2