과  제  학  습  지

단원명	Ⅰ-1. 우주의 기원	( )년 ( )월 ( )일
학 습 주 제	- 우주는 어떻게 탄생했을까? - 우주에서 물질은 어떻게 만들어졌을까?	교과서 14~31쪽
		( )학년 ( )반 ( )번 ( )

◈ 논․서술형 ◈

1. 스펙트럼에 흡수선이 나타나는 까닭을 설명하시오.

모든 파장에서 연속적인 빛을 내는 고온의 물체와 관측자 사이에 저온의 기체가 있는 경우, 저온의 기체가 특정 파장의 빛을 선택적으로 흡수하기 때문에 해당 위치에서 검은 흡수선이 생긴다.

2. 스펙트럼을 ‘별의 지문’ 또는 ‘원소의 지문’이라고 하는 까닭을 설명하시오.

스펙트럼에서 흡수선이나 방출선이 나타나는 위치는 각각의 원소마다 다르다. 따라서 스펙트럼 상의 어떤 위치에서 그 선들이 나타나는지를 알면 어떤 원소에 의한 것인지 알 수 있기 때문이다.

3. 구급차가 관측자에게 접근할 때와 멀어질 때 소리가 어떻게 다르게 나타나는지 설명하시오.

구급차가 사이렌을 울리며 관측자에게 접근할 때는 사이렌 소리의 파장이 짧아져 소리가 높게 들리고, 관측자로부터 멀어질 때는 사이렌 소리의 파장이 길어져 소리가 낮게 들린다.

4. 허블 법칙에 따라 팽창하고 있는 우주에서 평균 밀도와 질량,  우주 배경 복사 온도는 각각 어떻게 변하겠는지 설명하시오.

우주가 팽창하는 동안 우주 전체의 질량은 일정하다. 일정한 질량의 우주가 팽창하면 평균 밀도가 작아지고, 우주 배경 복사 온도는 점차 낮아진다.

5. 오랫동안 허블 상수는 50～100㎞/s/Mpc라는 부정확한 값으로 제시되었다. 그 주된 이유가 무엇이었는지 서술하시오.

정확한 허블 상수를 알려면 여러 은하들의 후퇴 속도와 거리를 정확히 측정할 수 있어야 한다. 그러나 먼 거리에 있는 은하까지의 거리를 구하는 것이 쉽지 않아 거리 측정에서 많은 오차가 발생하므로 허블 상수는 오차를 포함하는 범위의 값으로 주어진다.

6. 우주에서 수소 원자가 만들어지기까지의 과정을 생성된 입자의 순서대로 차례로 설명하시오.

빅뱅이 있은 직후에 기본입자인 6가지 경입자와 6가지 쿼크가 만들어졌다. 이 입자들 중 2개의 위 쿼크와 1개의 아래 쿼크가 양성자를, 1개의 위 쿼크와 2개의 아래 쿼크가 중성자를 이루었다. 중성자와 양성자는 결합하여 차례로 중수소 원자핵, 삼중 수소 원자핵을 이루었고, 이들 원자핵이 양성자 또는 중성자와 충돌하면서 헬륨 원자핵이 형성되었다. 이후 수소나 헬륨의 원자핵이 전자와 결합하여 전기적으로 중성인 수소 및 헬륨 원자가 생성되었다.

7. 우주 배경 복사의 발견이 어떤 의미가 있는지 설명하시오.

가모는 고온의 에너지 상태에서 대폭발로 탄생한 우주가 점차 팽창하면서 우주의 온도가 낮아졌다고 주장하였으며, 시간에 따른 우주의 온도 변화를 예측했다. 우주 배경 복사는 우주의 모든 방향에서 검출되는 복사 에너지로 가모가 예측한 온도와 일치하는 값이었고, 이로써 우주 배경 복사는 대폭발 우주론을 입증하는 증거가 되었다.