짧게 잘린 물결 조각만 보고 반복 간격을 어림해 보기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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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: 12 cm 물결선 중 3 cm만 보기 (비교용: 같은 물결선 중 0.5 cm만 보기)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 가로 12 cm 길이로 위·아래가 일정하게 반복되는 물결선을 그리고, 반복 마디 수를 옆에 적으세요.
  2. 물결선의 왼쪽 3 cm만 남기고 나머지를 종이로 가린 뒤, 보이는 마디 수를 [칸 C]에 적으세요.
  3. 보이는 3 cm만으로 마디 하나의 길이를 어림하여 최소~최대 범위를 [칸 D]에 적으세요.
  4. 이번에는 왼쪽 0.5 cm만 보이도록 더 가리고, 같은 방법으로 어림한 범위를 [칸 E]에 적으세요.
  5. [칸 D]와 [칸 E]의 범위 폭(최대−최소)을 각각 계산해 [칸 F]에 적으세요.
  6. 본 길이(3 cm, 0.5 cm)와 [칸 F]의 범위 폭을 짝지어 [칸 B]에 점으로 찍으세요.
칸 A — 12 cm 물결선 그리기
칸 B — 가로=본 길이, 세로=범위 폭 점 찍기
칸 C — 3 cm에서 보이는 마디 수
칸 D — 3 cm로 어림한 마디 길이 범위
칸 E — 0.5 cm로 어림한 마디 길이 범위
칸 F — 두 범위의 폭
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)보는 길이를 줄였을 때 어림한 범위의 폭은 어떻게 변했나요? [칸 F]의 두 값을 근거로 두 양의 관계를 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 보는 길이를 ___ 줄이자 범위 폭은 ___ 되었고, 두 값을 곱해 보면 …

(2)마디 길이가 다른 물결선을 직접 새로 그려 같은 방법으로 확인해 보세요. 짧게 볼수록 범위가 넓어지는 것은 이 그림이라서 생긴 우연일까요, 어떤 물결선에서도 생기는 규칙일까요? 확인 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 새로 그린 물결선으로 해 보니 …

(3)물결선 전체 12 cm를 모두 볼 때는 범위 폭이 어떻게 되나요? 이때와 0.5 cm만 볼 때가 무엇 때문에 그렇게 다른지 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)물결선을 일정하게 그리고 두 가지 길이에서 범위를 어림해 폭까지 계산함상 · 중 · 하
해석 (40점)본 길이와 범위 폭의 반비례를 근거로 설명했고, 다른 물결선으로 직접 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

짧게 잘린 물결 조각만 보고 반복 간격을 어림해 보기 · 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.에너지-시간 불확정성 관계 ΔE·Δt ≥ h/4π 의 의미를 한 문장으로 설명하시오.
2.들뜬 상태의 수명이 Δt = 1.0×10⁻⁸ s일 때 에너지 불확정량 ΔE의 최솟값을 구하시오. (h=6.63×10⁻³⁴ J·s)
3.위 답을 eV 단위로 환산하시오. (1 eV = 1.6×10⁻¹⁹ J)
4.어떤 상태의 에너지 불확정량이 ΔE = 1.0×10⁻¹⁸ J일 때 그 상태가 존재할 수 있는 시간 Δt의 최솟값을 구하시오.
5.수명이 Δt = 1.0×10⁻¹⁵ s인 매우 불안정한 상태의 ΔE 최솟값을 구하고, 이 상태가 내는 빛의 스펙트럼선이 굵게 관찰되는 이유를 쓰시오.
정답
1. 어떤 상태가 존재하는 시간 Δt가 짧을수록 그 상태의 에너지 불확정량 ΔE는 커져, 두 값의 곱은 h/4π보다 작아질 수 없다. 2. ΔE ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 1.0×10⁻⁸ ≈ 5.3×10⁻²⁷ J 3. 5.28×10⁻²⁷ ÷ 1.6×10⁻¹⁹ ≈ 3.3×10⁻⁸ eV 4. Δt ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 1.0×10⁻¹⁸ ≈ 5.3×10⁻¹⁷ s 5. ΔE ≥ 5.28×10⁻³⁵ ÷ 1.0×10⁻¹⁵ ≈ 5.3×10⁻²⁰ J. 수명이 짧아 에너지 폭이 넓어지므로 방출 광자의 진동수 범위가 넓어져 스펙트럼선이 굵어진다.
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