빛의 두 얼굴 — 곧게 나아갈 때와 넓게 퍼질 때
물리1 · 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: 작은 구멍을 지난 빛이 만든 밝고 어두운 고리 무늬 (비교용: 물체가 빛을 막아 생긴 또렷한 그림자)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 물체 뒤에 또렷한 그림자가 생긴 빛을 보고, 빛이 나아간 모습에서 관찰한 특징을 적어 보세요.
- ②[칸 B]에 작은 구멍을 지난 빛이 밝고 어두운 고리를 만든 모습을 보고, 빛이 퍼진 특징을 적어 보세요.
- ③[칸 A]와 [칸 B]를 비교해서 두 경우에 똑같이 나타난 점을 찾아 [칸 C]에 적어 보세요.
- ④이번에는 두 경우에서 서로 달랐던 점을 찾아 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤[칸 A]의 빛은 '작은 알갱이가 날아가는 그림'으로, [칸 B]의 빛은 '물결이 번지는 그림'으로 설명해 [칸 E]에 짝지어 적어 보세요.
- ⑥[칸 E]에서 한 가지 그림만으로 두 경우를 모두 설명할 수 있었는지 판단해 그 결과를 옆에 한 줄로 적어 보세요.
칸 A — 또렷한 그림자를 만든 빛에서 관찰한 특징
칸 B — 구멍을 지난 뒤 퍼진 빛에서 관찰한 특징
칸 E — 각 경우에 맞는 설명 그림 (알갱이 / 물결)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]의 빛과 [칸 B]의 빛은 같은 '빛'인데도 왜 이렇게 다르게 행동했을까요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 같은 빛이지만 ___ 상황에서는 ___처럼 보이고, ___ 상황에서는 ___처럼 보이기 때문에 …
(2)[칸 E]에서 '작은 알갱이 그림' 하나만으로 [칸 B]의 퍼짐까지 설명할 수 있었나요? 이것은 이 구멍이라서 생긴 우연일까요, 어떤 틈에서도 생기는 규칙일까요? 다른 틈이나 구멍의 예를 직접 하나 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 예 ___로 보니 …
(3)[칸 D]에 적은 차이점은 무엇 때문에 생겼을까요? 두 빛을 서로 다른 그림으로 설명해야 했던 까닭을 여러분의 생각으로 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 두 가지 빛의 행동과, 각 행동을 설명한 두 가지 그림을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 두 경우에서 관찰한 특징을 빠짐없이 적고, 비교·짝짓기 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 같은 빛의 다른 행동에 이유를 붙였고, 다른 예를 직접 골라 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
빛의 두 얼굴 — 곧게 나아갈 때와 넓게 퍼질 때 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 용어를 사용해 정리해 봅니다. 풀이와 답을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.빛을 알갱이(입자)라고 주장한 학설과 물결(파동)이라고 주장한 학설의 이름을 각각 쓰시오.
2.뉴턴이 빛을 입자라고 생각한 근거가 된, 빛이 곧게 나아가는 성질의 이름을 쓰시오.
3.영과 프레넬이 빛을 입자로는 설명할 수 없고 파동으로 보아야 한다고 주장한 근거가 된 두 현상을 쓰시오.
4.파동이 장애물이나 틈을 지난 다음 넓게 퍼지는 현상을 무엇이라 하는지 쓰시오.
5.맥스웰이 빛을 파동(전자기파)이라고 주장한 이론적 근거는 무엇이며, 이 근거는 입자설과 파동설 중 어느 쪽을 뒷받침하는지 쓰시오.
6.진공에서 진동수가 5×10¹⁴ Hz인 빛의 파장을 구하시오. (빛의 속력 c=3×10⁸ m/s, c=λf)
정답
1. 입자설, 파동설
2. 직진
3. 간섭, 회절
4. 회절
5. 전자기파의 속력이 광속과 같다는 사실을 이론적으로 입증함 · 파동설을 뒷받침
6. λ=c/f=(3×10⁸)/(5×10¹⁴)=6×10⁻⁷ m (=600 nm)