작은 알갱이가 빛처럼 그려 낸 둥근 고리

물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
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: 아주 작은 알갱이 줄기를 얇은 금속 박막에 쏘아 얻은 둥근 고리 무늬 사진 (비교용: 빛 줄기를 같은 박막에 쏘아 얻은 둥근 고리 무늬 사진)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 왼쪽 사진: 빛 줄기를 얇은 금속판에 통과시켜 얻은 둥근 고리들의 모양·개수·간격 특징을 [칸 A]에 적어 보세요.
  2. 오른쪽 사진: 아주 작은 알갱이 줄기를 같은 금속판에 통과시켜 얻은 둥근 고리들의 특징을 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. [칸 A]와 [칸 B]를 나란히 놓고 서로 같은 점을 찾아 [칸 C]에 적어 보세요.
  4. [칸 A]와 [칸 B]에서 서로 다른 점이 있으면 찾아 [칸 D]에 적어 보세요.
  5. 알갱이 줄기를 더 빠르게 하니 고리 간격이 더 촘촘해졌어요. 이 사실과 빠르기·간격 관계를 화살표로 [칸 E]에 적으세요.
  6. 알갱이를 더 무거운 것으로 바꾸어도 고리가 촘촘해졌어요. 무게·간격 관계도 [칸 E] 옆에 화살표로 적으세요.
칸 A — 빛 줄기로 얻은 무늬의 특징
칸 B — 알갱이 줄기로 얻은 무늬의 특징
칸 C — 두 무늬의 같은 점
칸 D — 두 무늬의 다른 점
칸 E — 빠르기·무게와 간격의 관계
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]처럼 '빛 줄기'와 '작은 알갱이 줄기'가 똑같은 둥근 무늬를 남겼습니다. 이것은 알갱이라고만 여겨 온 것이 사실은 어떤 성질을 함께 가지고 있다는 뜻일지, 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 알갱이 줄기가 빛처럼 ___한 무늬를 남겼으므로, 알갱이도 사실은 …

(2)⑤⑥에서 빠르기나 무게를 키우자 고리 간격이 촘촘해졌습니다. 이것은 '이 금속판이라서 생긴 우연'일까요, '알갱이 줄기라면 언제나 그런 규칙'일까요? 바꿀 조건을 하나 직접 골라 예상하고 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 바꾼 조건 ___로 예상해 보면 …

(3)만약 알갱이가 정말로 알갱이답게만(고리 없이 한 점으로) 도착했다면 사진은 어떻게 달랐을까요? 실제 고리 사진과 비교해, 무엇 때문에 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)두 사진의 특징을 빠짐없이 적고, 같은 점·다른 점과 빠르기·무게 관계를 정확히 나타냄상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 바꿀 조건을 직접 골라 예상한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

작은 알갱이가 빛처럼 그려 낸 둥근 고리 · 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.톰슨은 X선 대신 무엇을 금속 결정(박막)에 쏘아 회절 실험을 하였는지 쓰시오.
2.톰슨이 알루미늄·금 박막에 전자선을 쏘았을 때 나타난 무늬는, 무엇을 쏘았을 때와 같은 형태였는지 쓰시오.
3.질량 m=9.1×10⁻³¹ kg인 전자가 v=7.3×10⁶ m/s로 운동할 때, 드브로이 물질파 파장 λ=h/(mv)를 구하시오. (h=6.6×10⁻³⁴ J·s)
4.실험에서 사용한 X선의 파장과, 드브로이 식으로 계산한 전자의 물질파 파장을 비교하면 어떠한지, 그리고 그 결과가 뜻하는 바를 쓰시오.
5.전자뿐 아니라 입자이면서 파동의 성질을 함께 갖는 예를 두 가지 쓰고, 이러한 성질을 무엇이라 하는지 쓰시오.
정답
1. 전자선(전자 빔) 2. X선을 쏘았을 때와 같은 형태의 회절 무늬 3. p=mv=6.6×10⁻²⁴ kg·m/s, λ=h/p≈9.9×10⁻¹¹ m 4. 두 파장은 서로 같으며, 이는 드브로이의 가설이 옳음을 뜻한다 5. 양성자, 중성자 / 물질의 이중성
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