두 장의 그림에 같은 질문을 던져 답할 수 있는 것 가려내기
물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
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: 굵은 원 선 위의 점 하나 (비교용: 가운데가 짙고 바깥이 옅은 안개 그림)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 지름 6 cm인 원을 굵은 선으로 그리고, 그 선 위에 점 하나를 찍으세요.
- ②[칸 B]에 같은 크기의 원 안을 가운데가 짙고 바깥으로 갈수록 옅어지도록 연필로 문질러 칠하세요.
- ③'지금 이것이 어디 있는지 한 자리로 말할 수 있는가?'에 대해 [칸 A]는 [칸 C]에, [칸 B]는 [칸 D]에 ◯/✕로 답하세요.
- ④'1초 뒤 어디 있을지 미리 말할 수 있는가?'에 대해 두 그림의 답을 [칸 E]에 나란히 ◯/✕로 적으세요.
- ⑤각 그림에서 가운데로부터의 거리로 가능한 값이 몇 가지인지 자로 재어 [칸 F]에 두 개 적으세요.
- ⑥두 그림 중 '여러 번 살펴본 결과'까지 설명해 주는 쪽에 ◯표 하세요.
칸 C — 지금 자리를 말할 수 있는가 (선 그림)
칸 D — 지금 자리를 말할 수 있는가 (안개 그림)
칸 E — 1초 뒤를 말할 수 있는가 (두 그림)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)두 그림 중 하나는 답하기 쉬운 질문이 더 많았습니다. 그런데도 그 그림이 항상 더 좋은 그림이라고 말하기 어려운 이유를 여러분의 말로 쓰세요. (15점)
✎ ___ 그림은 ___까지 말해 주지만, 실제로 여러 번 살펴본 결과는 …
(2)친구 다섯 명에게 두 그림을 보여 주고 '다음에 어디서 발견될 것 같은가'를 직접 물어 보세요. 답이 갈리는 정도가 그림의 종류에 따라 달랐나요? 이것이 우연일까요, 그림이 담은 정보가 정하는 규칙일까요? 확인 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 친구들의 답을 모아 보니 …
(3)[칸 F]에서 두 그림의 '가능한 거리의 가짓수'는 크게 달랐습니다. 무엇 때문에 그런 차이가 생기는지, 어느 쪽이 실제 관찰 결과와 더 잘 맞을지 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 그림을 지시대로 그리고, 같은 질문을 두 그림에 모두 적용해 빠짐없이 판정함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 두 그림의 장단점을 근거와 함께 비교했고, 친구들에게 직접 물어 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
두 장의 그림에 같은 질문을 던져 답할 수 있는 것 가려내기 · 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.보어의 원자 모형과 현대적 원자 모형에서 전자의 위치를 각각 어떻게 기술하는지 비교하여 쓰시오.
2.보어의 원자 모형이 설명하는 데 성공한 현상과 설명하지 못한 현상을 각각 하나씩 쓰시오.
3.고전적 원자 모형에서 '궤도'라는 개념이 성립할 수 없는 이유를 불확정성 원리로 설명하시오.
4.현대적 원자 모형이 도입되게 된 실험적·이론적 근거를 두 가지 쓰시오.
5.두 모형 모두 수소 원자의 에너지 준위를 −13.6/n² (eV)로 준다. n=1에서 n=2로 전이할 때 흡수하는 에너지를 구하고, 두 모형이 공통으로 유지한 개념이 무엇인지 쓰시오.
정답
1. 보어 모형: 정해진 반지름의 원 궤도 위 한 점으로 위치를 확정해 기술한다. 현대적 원자 모형: 위치를 확정하지 않고 발견될 확률 분포(오비탈)로 기술한다.
2. 성공: 수소 원자의 선 스펙트럼 파장(에너지 준위 사이 전이). 실패: 전자가 2개 이상인 원자(헬륨 등)의 스펙트럼과 스펙트럼선의 세기·미세 구조.
3. 궤도는 각 순간의 위치와 속도가 동시에 확정되어야 그릴 수 있는데, Δx·Δp ≥ h/4π 에 의해 두 값을 동시에 정확히 알 수 없으므로 궤도 개념 자체가 성립하지 않는다.
4. ① 전자의 회절 실험(데이비슨-거머)으로 확인된 물질파의 존재, ② 불확정성 원리와 슈뢰딩거 방정식의 해가 주는 확률적 기술.
5. E₁ = −13.6 eV, E₂ = −3.40 eV → 흡수 에너지 = 10.2 eV. 두 모형 모두 에너지가 불연속적인 값만 갖는다는 '에너지 준위의 양자화' 개념을 유지한다.