하나의 덩어리가 둘로 쪼개질 때 두 숫자의 합이 지키는 규칙
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: 「위235 · 아래92」U + 「위1 · 아래0」n → 「위141 · 아래56」Ba + 「위92 · 아래36」Kr + 3개의 「위1 · 아래0」n + (빛·열) (비교용: 반대로 작은 알갱이 둘이 하나로 합쳐지며 빛·열을 내는 반응)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①화살표 왼쪽에 있는 모든 기호의 '위 숫자'를 전부 더해 그 합을 [칸 A]의 왼쪽에 적으세요.
- ②화살표 오른쪽에 있는 모든 기호의 '위 숫자'를 전부 더해(3개짜리는 세 번) [칸 A]의 오른쪽에 적으세요.
- ③[칸 A]의 왼쪽 값과 오른쪽 값을 비교해, 같으면 =, 다르면 ≠ 를 가운데에 표시하세요.
- ④같은 방법으로 모든 기호의 '아래 숫자'의 합을 왼쪽·오른쪽 각각 구해 [칸 B]에 적고 =·≠ 를 표시하세요.
- ⑤화살표 왼쪽의 가장 큰 덩어리 하나가 오른쪽에서 몇 개의 덩어리로 나뉘었는지 세어 [칸 C]에 적으세요.
- ⑥오른쪽에서 빛·열로 터져 나온 부분에 ◯표 하고, 그것이 왼쪽에도 있었는지 [칸 D]에 예·아니오로 적으세요.
칸 A — '위 숫자'의 합 — 왼쪽 / (= ·≠) / 오른쪽
칸 B — '아래 숫자'의 합 — 왼쪽 / (= ·≠) / 오른쪽
칸 D — 터져 나온 것이 왼쪽에도 있었나 (예·아니오)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]와 [칸 B]에는 각각 = 와 ≠ 중 무엇이 나왔나요? 화살표 왼쪽과 오른쪽에서 이 두 종류 숫자의 합이 왜 그렇게 되는지 여러분의 말로 설명하세요. (15점)
✎ '위 숫자'의 합은 왼쪽·오른쪽이 ___ 하고, '아래 숫자'의 합은 ___ 하므로 …
(2)이렇게 두 종류 합이 지켜지는 것은 이 반응이라서 생긴 우연일까요, 어떤 쪼개짐에서도 생기는 규칙일까요? 오른쪽 한 조각의 '위 숫자'를 다른 값으로 바꿔 보고, 합을 다시 맞추려면 다른 조각이 어떻게 변해야 하는지 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 한 조각의 '위 숫자'를 ___로 바꾸면 다른 조각은 …
(3)⑥에서 빛·열로 터져 나온 것은 화살표 왼쪽에는 없었습니다. 그런데 위·아래 두 숫자의 합은 양쪽이 똑같았지요. 그렇다면 이 터져 나온 것은 어디서 왔을지 여러분의 생각을 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 다룬 '위 숫자'와 '아래 숫자', 그 두 종류의 합, 그리고 터져 나온 빛·열에 각각 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 양쪽 두 종류 숫자의 합을 빠짐없이 더하고, 비교·표시 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 합이 지켜지는 까닭에 이유를 붙였고, 한 조각을 직접 바꿔 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 다룬 대상마다 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
하나의 덩어리가 둘로 쪼개질 때 두 숫자의 합이 지키는 규칙 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 규칙을 이번에는 정식 용어로 확인합니다. 풀이를 빈 곳에 쓰고, 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.원자핵을 표시하는 기호 ᴬ_Z X 에서 아래에 쓰는 Z와 위에 쓰는 A는 각각 무엇을 나타내는지 쓰시오.
2.그림 I-3-7을 근거로, 우라늄 원자핵이 중성자를 흡수한 뒤 어떤 과정을 거쳐 '핵분열'이라 불리는지 설명하시오.
3.반응식 ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴¹₅₆Ba + ⁹²₃₆Kr + a¹₀n + ΔE 에서 질량수 보존을 이용해 방출되는 중성자 수 a를 구하시오.
4.위 반응식에서 원자 번호(양성자수)도 양변에서 보존됨을 수로 확인하시오.
5.핵분열은 무거운 원자핵 하나가 둘로 쪼개지는 반응이다. 반대로 가벼운 원자핵들이 합쳐져 더 무거운 원자핵이 되는 반응을 무엇이라 하는지 쓰시오.
6.핵분열에서 에너지가 방출되는 까닭을 '질량'과 관련지어 설명하시오.
정답
1. Z = 원자 번호(= 양성자수), A = 질량수(= 양성자수 + 중성자수). X는 원소 기호.
2. 우라늄-235(²³⁵₉₂U)가 중성자(¹₀n)를 흡수해 불안정한 ²³⁶₉₂U가 되고, 질량수가 작은 두 원자핵(¹⁴¹₅₆Ba, ⁹²₃₆Kr)과 중성자로 쪼개진다. 이렇게 무거운 원자핵이 둘로 갈라지는 것이 핵분열이다.
3. 질량수 합: 왼쪽 235+1=236, 오른쪽 141+92+a=233+a. 236=233+a 이므로 a=3 (중성자 3개).
4. 왼쪽 92+0=92, 오른쪽 56+36+(3×0)=92 로 양변이 92로 같다.
5. 핵융합
6. 반응 전보다 반응 후 질량의 일부가 줄어드는 질량 결손이 생기고, 줄어든 질량이 질량-에너지 동등성에 따라 그만큼의 에너지로 방출된다.