경계를 비스듬히 넘을 때 줄지어 오는 것의 방향이 바뀌는 까닭
물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 아래 그림을 머릿속에 그려 보세요: 위쪽 넓은 칸과 아래쪽 넓은 칸이 비스듬한 경계선으로 나뉘어 있고, 서로 나란한 여러 개의 줄(띠)이 위쪽 칸에서 같은 간격으로 줄지어 아래쪽 칸을 향해 비스듬히 내려옵니다. 위쪽 칸에서는 줄이 한 박자에 두 칸씩 나아가고, 아래쪽 칸에서는 한 박자에 한 칸씩 나아갑니다. 지시를 따라 직접 그리고 적은 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하세요. 예제: 위쪽 칸에서 아래쪽 칸으로 비스듬히 내려오는 나란한 줄 (비교용: 경계에 똑바로(수직으로) 내려오는 줄)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①줄의 한 끝이 먼저 경계선을 넘었습니다. 넘기 전 줄과 한 박자 뒤의 줄을 [칸 A]에 점으로 그리고, 어느 쪽으로 틀어졌는지 화살표로 나타내 보세요.
- ②[칸 B]에 「위쪽 칸: 한 박자에 ___칸」과 「아래쪽 칸: 한 박자에 ___칸」을 채우고, 두 칸에서 나아가는 빠르기가 같은지 다른지 적어 보세요.
- ③한 박자 뒤, 아래쪽 칸으로 들어간 끝과 아직 위쪽 칸에 있는 끝 중 어느 끝이 더 멀리 나아갔는지 [칸 C]에 적어 보세요.
- ④위쪽 칸에서 이웃한 두 줄 사이 간격과, 아래쪽 칸으로 넘어간 뒤 두 줄 사이 간격 중 어느 쪽이 더 좁은지 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤한 박자 동안 정해진 한 점을 줄이 몇 번 지나가는지, 위쪽 칸의 한 점과 아래쪽 칸의 한 점에서 각각 세어 같은지 다른지 [칸 E]에 적어 보세요.
- ⑥경계선에 비스듬히 오지 않고 똑바로 내려오는 줄을 상상하면 이때도 줄이 틀어지는지, [칸 A] 옆 빈 곳에 한 줄로 적어 보세요.
칸 A — 줄이 틀어지는 모습(점·화살표로 그리기)
칸 B — 위·아래 칸에서 한 박자에 나아가는 칸 수
칸 D — 두 줄 사이 간격, 어느 쪽이 더 좁은가
칸 E — 한 점을 지나가는 횟수, 같은가 다른가
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)①에서 줄 전체가 한쪽으로 틀어진 까닭을, 두 끝이 서로 다른 빠르기로 나아간 것과 연결해 설명해 보세요. (15점)
✎ 한 끝은 아래쪽 칸에서 ___ 나아가고 다른 끝은 위쪽 칸에서 ___ 나아가기 때문에 …
(2)만약 위·아래 빠르기를 반대로(위쪽 한 칸·아래쪽 두 칸) 바꾸면 줄은 어느 쪽으로 틀어질까요? 이것은 이 예에서만 생기는 우연일까요, 빠르기가 다르면 언제나 생기는 규칙일까요? 예상과 이유를 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 빠르기를 반대로 하면 줄은 ___쪽으로 틀어질 것이다. 왜냐하면 …
(3)⑥에서 똑바로 내려오는 줄은 왜 틀어지지 않았나요? 비스듬히 온 줄과 무엇이 달랐는지, 그리고 ④에서 간격은 좁아졌는데 ⑤에서 지나가는 횟수는 같았던 점과 함께 생각해 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 관찰한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 스스로 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 틀어지는 모습을 화살표로 바르게 그리고, 빠르기·간격·횟수 비교를 각 칸에 정확히 적음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 방향이 틀어진 까닭을 두 끝의 빠르기 차이와 연결하고, 반대 경우를 직접 예상해 근거를 붙임 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
경계를 비스듬히 넘을 때 줄지어 오는 것의 방향이 바뀌는 까닭 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 과학 용어로 다시 정리하며 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.파동이 매질 1에서 매질 2로 넘어가 굴절할 때, 파동의 진동수는 어떻게 되는지 쓰고 그 까닭을 한 문장으로 설명하시오.
2.매질 1에서 파장이 4cm, 속력이 20cm/s인 파동의 진동수를 구하시오. (f = v / λ)
3.위 파동이 매질 2로 들어가 속력이 12cm/s로 느려졌다. 진동수가 일정함을 이용해 매질 2에서의 파장을 구하시오.
4.입사각 i, 굴절각 r일 때 sin i / sin r = v₁ / v₂ 이다. v₁=300m/s, v₂=200m/s이고 sin i = 0.6일 때 sin r 을 구하시오.
5.파동이 속력이 더 느린 매질로 비스듬히 들어갈 때, 굴절각은 입사각보다 큰지 작은지 쓰고, 파장은 길어지는지 짧아지는지 쓰시오.
정답
1. 진동수는 변하지 않는다(일정). 매질이 바뀌어도 파원이 1초에 만드는 마루의 수는 그대로이기 때문이다.
2. f = v/λ = 20/4 = 5Hz
3. λ₂ = v₂/f = 12/5 = 2.4cm
4. sin r = sin i × v₂/v₁ = 0.6 × 200/300 = 0.4
5. 굴절각 < 입사각 (법선에 가까워진다). 파장은 짧아진다.