빛의 세기를 알갱이 개수로 바꾸어 저장하는 장치

물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 빛을 눈에 보이지 않는 작은 알갱이들의 소나기라고 생각해 봅시다. 한 판 위의 세 자리 ㉮·㉯·㉰에 세기가 다른 빛이 닿아, 1초 동안 ㉮에는 90개, ㉯에는 30개, ㉰에는 10개의 빛 알갱이가 도착합니다. 이 판은 빛 알갱이 하나가 닿을 때마다 아주 작은 - 알갱이 하나를 판 아래에 쌓아 둡니다. 지시를 따라 손으로 해 본 뒤, 여러분의 말로 해석하고 성찰하세요.  예제: 강한 빛이 닿은 자리 (비교용: 약한 빛이 닿은 자리)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 ㉮·㉯·㉰에 1초 동안 도착한 빛 알갱이 수를 각각 적어 보세요.
  2. 빛 알갱이 하나가 - 알갱이 하나를 만들 때, 각 자리 아래에 쌓인 - 알갱이 수를 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. [칸 A]와 [칸 B]의 수를 비교해, 두 줄 사이의 관계를 [칸 C]에 한 문장으로 적어 보세요.
  4. 쌓인 - 알갱이가 많은 자리부터 ㉮·㉯·㉰를 [칸 D]에 순서대로 나열하고, 가장 밝게 보일 자리에 ◯표 하세요.
  5. 판 위 덮개를 빛이 통하지 못하게 바꾸면 아래에 쌓이는 - 알갱이 수가 어떻게 될지 [칸 E]에 적어 보세요.
  6. 세 자리의 쌓인 수만으로 밝고 어두운 그림을 다시 만들 수 있을지, ㉮㉯㉰를 밝기 순 막대로 [칸 F]에 그려 보세요.
칸 A — ㉮·㉯·㉰에 도착한 빛 알갱이 수
칸 B — 각 자리 아래에 쌓인 - 알갱이 수
칸 C — 두 줄 사이의 관계
칸 D — 쌓인 수가 많은 자리 순서
칸 E — 덮개로 빛을 막았을 때
칸 F — 밝기 순 막대 그림
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)각 자리에서 쌓인 - 알갱이 수는 도착한 빛 알갱이 수와 어떤 배수 관계인가요? 이것이 이 세 자리라서 생긴 우연일까요, 빛이 닿는 어떤 자리에서도 성립하는 규칙일까요? 다른 세기(예: 1초에 60개)를 직접 정해 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 세기 ___개로 해 보니 …

(2)⑤에서 덮개로 빛을 막자 아래에 쌓이는 - 알갱이 수가 달라졌습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을까요? 아주 밝은 빛을 비추어도 마찬가지일지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)

(3)쌓인 - 알갱이 수만 보고도 원래 그 자리에 닿은 빛의 세기를 알아낼 수 있는 까닭을 여러분의 말로 설명해 보세요. (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 과학책에서 배운(또는 배울) 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 자리의 빛 알갱이 수와 쌓인 - 알갱이 수를 빠짐없이 찾고, 비교·표시·나열 지시를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)쌓인 수와 빛 세기의 관계에 이유를 붙였고, 다른 세기를 직접 정해 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

빛의 세기를 알갱이 개수로 바꾸어 저장하는 장치 · 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.디지털카메라의 전하 결합 소자(CCD)는 빛의 어떤 성질을 이용하여 영상을 기록하는가?
2.전하 결합 소자의 한 화소 구조를 빛이 들어오는 위쪽부터 아래쪽 순서대로 쓰시오.
3.p-n 접합면에 광자가 도달하면 광전 효과에 의해 무엇이 생성되는가?
4.전극에 전압(+V)을 걸었을 때 광전 효과로 생긴 전자와 양공은 각각 어디로 이동하는가?
5.한 화소의 전극 아래에 저장되는 전자의 개수는 무엇에 비례하는가?
6.금속 전극을 매우 얇은 도체로 만드는 까닭은 무엇인가?
정답
1. 빛의 입자성 2. 금속 전극 → 절연층 → n형 반도체 → p형 반도체 → 접지 전극 3. 전자와 양공의 쌍 4. 전자는 전극 쪽으로 이동하여 전극 아래에 저장되고, 양공은 반대쪽으로 밀려난다. 5. 그 화소에 도달한 빛의 세기(도달한 빛 알갱이 수) 6. 빛이 전극을 투과하여 p-n 접합면까지 도달할 수 있도록 하기 위해
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