트리플나인 [1071685] · MS 2021 (수정됨) · 쪽지

2021-09-15 21:27:18
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[999's 지구과학1 칼럼] - 만점을 위한 : 수완 특이점 정리 6

게시글 주소: https://orbi.kr/00039566265

안녕하십니까? 999입니다.


오늘의 칼럼 주제는 '만점을 위한 : 수완 특이점 정리 6' 입니다!


나중에 지구과학1 학습법 칼럼에서도 언급하겠지만


지구과학1이라는 과목은 '누적암기'  가 매우 중요합니다.


본 칼럼은 그 누적암기를 위한 칼럼입니다.


'만점'을 위한  칼럼이니 만큼, 


칼럼의 내용이 다소 지엽적이라거나 쓸모없다고 생각하실 수 있습니다.


따라서 본 칼럼은 


'지구과학1 개념을 알고 있는 1~3 등급 학생' 을 대상으로 합니다.


이번 칼럼에서는 수능완성의 자료를 분석하며, 분석범위는


 12 : 별의 진화와 내부 구조

 13 : 외계 행성계와 생명체 탐사


입니다. 


수완의 개념 설명은 수특 만큼 자세하진 않기에,


수완 특이점 정리 칼럼에서는 문풀 위주로 칼럼이 작성되었습니다.







12 : 별의 진화와 내부 구조 



#2022 수완 p91 4번


#2022 수완 정답과 해설 p31 (수완 p91 4번)


999's Comment

ㄷ 선지가 아주 중요한 문항입니다.

ㄷ 선지는 당연히 말이 안되니 잘 푸셨을 것이라 생각합니다.

그러나 ㄷ 선지가 시사하는 바는 아주 큽니다.


ㄷ 선지 해설에서, 

진화하는 경로선이 주계열과 만난다고 해서 주계열 단계를 거치는 것은 아니라고 적혀있습니다.

더 생각해보면, 이는 후주계열 단계의 별 뿐만 아니라 전주계열 단계의 별에도 적용이 됩니다.


이는 H-R도에는 별의 분광형과 광도만 나타내기 때문에 H-R도 상의 자리가 겹치기 때문입니다. 

따라서 특별한 조건이 없는 한 H-R도에 찍힌 별이 어떤 단계인지 함부로 특정해서는 안됩니다.

주의합시다.





#2022 수완 p92 6번


#2022 수완 정답과 해설 p31 (수완 p92 6번)


999's Comment

특이문항1

이걸 출제하네? 싶으셨을 문항입니다. 


ㄱ 선지만 보겠습니다.

ㄱ 선지가 설명하는 것은 p-p 반응입니다.


 p-p 반응 : 수소 원자핵 6개가 여러 반응 단계를 거쳐 헬륨 원자핵 1개와 수소 원자핵 2개로 바뀜


 CNO 순환 반응 : 수소 원자핵 4개 1개의 헬륨 원자핵으로 바뀜


 헬륨 핵융합 반응 (삼중알파과정) : 3개의 헬륨 원자핵 1개의 탄소 원자핵으로 바뀜


을 구분하셔서 알아두셔야 합니다.




개인적으로는,

각 반응에 참여하는 것은 '원자' 가 아닌 '원자핵' 이라는 점

CNO 순환 반응에서 12C, 13N, 13C, 14N, 15O, 15N 중 1 ~ 2개의 위치를 물어볼 수 있다고 생각합니다.


Ex )



이 자료에서 

14N 에서 양성자 하나를 빼면 ㉠ 이라는 점을 이용해 ㉠ = 13C, 

12C 에서 양성자 두개와 중성자 두개를 더하고 양성자 하나를 빼면 ㉡ 이라는 점을 이용

㉡=15N 임을 추론하도록 선지를 출제할 수 있습니다.

 


이것까지 공부해야해? -> 공부하셔야 합니다!





#2022 수완 p93 1번


#2022 수완 정답과 해설 p32 (수완 p93 1번)


999's Comment

특이문항2

아주 좋은 낚시문항입니다.


이 문항을 틀리신 분들은 대부분 ㄷ 선지를 틀리셨을거라 생각합니다.


ㄷ 선지를 보겠습니다.

감소'량' 과 감소'율' 은 반드시 구분하셔야 합니다!

감소'량'  단순히 두 값의 차이를 뜻하고, 감소'율'  감소'량'이 차지하는 비율을 뜻합니다.




당장 다른 단원의 문제에 적용시켜보자면,


#2022 수완 p58 수심에 따른 용존 기체량의 변화


: 깊이 0 ~ 2000 m 사이의 구간에서, 용존 산소량의 감소은 용존 이산화 탄소의 증가보다 크다 - (X)

: 깊이 0 ~ 2000 m 사이의 구간에서, 용존 산소량의 감소은 용존 이산화 탄소의 증가보다 크다 - (O)


와 같이 출제될 수 있습니다. 선지의 글자 하나하나에 반드시 주의합시다.





#2022 수완 p94 3번


#2022 수완 정답과 해설 p32 (수완 p94 3번)


999's Comment

ㄴ 선지와 ㄷ 선지가 중요합니다. 


ㄴ 선지부터 보겠습니다. 

수소 핵융합 반응은 주계열성 단계의 별들에서만 중심핵에서 일어납니다.

따라서 p-p 반응과 CNO 순환 반응의 우세를 비교하기 전에 

반드시 수소 핵융합 반응이 (어디에서) 일어나는지 먼저 확인해보아야 합니다.




ㄷ 선지를 보겠습니다.

주계열성이 (초)거성으로 진화하는 동안 표면온도가 왜 낮아지는지 알려주고 있습니다. 알아둡시다.


 중심부의 온도가 높아짐에 따라 에너지 생성량도 증가하지만, 

 별 외곽부의 부피 팽창에 에너지가 소모되기 때문에 주계열성 단계의 표면 온도를 계속 유지할 수 없다.       







13 : 외계 행성계와 생명체 탐사



#2022 수완 p98 3번


#2022 수완 정답과 해설 p34 (수완 p98 3번)


999's Comment

특이문항1

외계 행성이 중심별을 가리는 식 현상에 대해 조금 더 깊게 생각해볼 수 있는 문항입니다.


ㄱ, ㄴ, ㄷ 선지 모두 중요합니다.


ㄱ 선지부터 보겠습니다.

㉠ 은 (P의 단면적 / S의 단면적) 에 비례합니다. 

따라서, ㉠ 은  (P의 반지름 / S의 반지름) 에는 제곱에 비례합니다. 구분해서 알아둡시다.

(제곱에 비례하든 세제곱에 비례하든 비례 관계는 비례 관계이니 ㄱ 선지는 옳습니다.)




ㄷ 선지를 보겠습니다.

ㄷ 선지에서, S와 P의 반지름이 일정하면 S의 광도와 상관없이 ㉠ 은 일정하다고 합니다. 왜 그럴까요?

Y 축을 보면, 중심별의 밝기 (상대값) 이라고 되어있습니다.

상대값이기 때문에, 중심별의 광도는 고려하지 않는 것입니다.


만약 Y 축이 중심별의 밝기 (측정값) 이라고 되어있다면, (상대값이라는 표현이 없다면)

(P의 반지름 / S의 반지름) 값 뿐만 아니라 중심별의 겉보기 등급 또한 고려해주어야 할 것입니다.

(비율로서 표현되지 않고 실제값으로 표현되기 때문입니다.)




마지막으로 ㄴ 선지를 보겠습니다.

식 현상과 관련하여 다양하게 생각해 볼 거리가 있습니다. 



㉡ 과  ㉢ 의 의미가 무엇일까요?

㉡ 은 식 현상이 일어나기 시작하는 시점 ~ 끝나는 시점의 총 기간을 의미하고, 

㉢ 은 식 현상이 일어나는 총 기간 중 중심별이 행성에 의해 가려진 면적이 최대인 기간을 의미합니다.


또한 행성의 반지름, 행성의 공전 궤도가 ㉡ 과  ㉢ 에 어떤 관련이 있는지도 생각해 볼 수 있습니다.

먼저 행성의 반지름과 ㉡ , ㉢ 의 관계를 살펴봅시다.



검은색 행성의 반지름은 회색 행성의 반지름의 두 배이고, 

두 행성은 질량과 반지름이 같은 서로 다른 두 별을 같은 공전속도로 공전하며,

두 행성의 공전 궤도면과 시선 방향이 나란하다고 가정합시다. 


빨간색 점작은 행성의 중심이고, 파란색 점은 큰 행성의 중심입니다.

행성의 중심이 첫 번째와 네 번째 점 사이일 때, 식 현상이 일어납니다.

행성의 중심이 두 번째와 세 번째 점 사이일 때, 별이 행성에 가려진 면적이 최대입니다.


따라서, 행성의 반지름이 커지면 식 현상이 일어나는 총 기간 (㉡) 은 길어지고, 

식 현상이 일어나는 총 기간 중 중심별이 행성에 의해 가려진 면적이 최대인 기간 (㉢) 은 짧아집니다.


대강 그래프로 개형을 나타내보면,



검은색 그래프작은 행성의 것이라고 한다면, 초록색 그래프큰 행성의 것이 됩니다.



 행성의 공전 궤도와 ㉡ , ㉢ 의 관계는 이어지는 다음 문항에서 다루도록 하겠습니다.





#2022 수완 p98 4번


#2022 수완 정답과 해설 p34 (수완 p98 4번)


999's Comment

특이문항2

외계 행성이 중심별을 가리는 식 현상에 대해 조금 더 깊게 생각해볼 수 있는 문항입니다.


행성의 공전 궤도와 ㉡ , ㉢ 의 관계를 생각해보기 전에, ㄷ 선지부터 보겠습니다.

ㄷ 선지 해설에서, 

P의 공전 궤도면이 시선 방향과 나란할 경우 P는 중심별의 중심을 통과하며 식 현상이 일어난다고 적혀있습니다.

P의 공전 궤도면이 시선 방향과 나란한지 판단하는 기준으로 알아둡시다.




이제 행성의 공전 궤도와 ㉡ , ㉢ 의 관계를 생각해봅시다.



위 그림에서와 같이, 검은색 점을 중심으로 하던 행성이 

파란색 점을 중심으로 하는 곳으로 이동하는 데 걸리는 시간보다

빨간색 점을 중심으로 하는 곳으로 이동하는 데 걸리는 시간이 깁니다. (행성 공전 속도는 동일함을 가정)

또한 원에서 가장 긴 현은 지름입니다.


따라서 행성의 공전 궤도면이 시선 방향과 나란할수록 식 현상이 일어나는 총 기간 (㉡) 과

식 현상이 일어나는 총 기간 중 중심별이 행성에 의해 가려진 면적이 최대인 기간 (㉢) 은 길어집니다.



식 현상에 대해 깊게 생각해 볼 수 있는 문항들이었습니다!





#2022 수완 p99 5번


#2022 수완 정답과 해설 p34 (수완 p99 5번)


999's Comment

ㄱ 선지를 생각하기 어려우실 수 있습니다.

외계 행성계를 직접 관측하려면, 중심별을 가리고 행성을 촬영해야 합니다.

따라서 사진 중앙이 뻥 뚫려있는 것처럼 보이는 A는, 중심별을 가린 영역임을 추론하실 수 있으셔야 합니다.




ㄴ 선지와 ㄷ 선지는 선지와 해설을 암기합시다.


 분광 관측을 통해 외계 행성의 대기 성분을 알아낼 수 있다.


 외계 행성의 반지름이 클수록 외계 행성을 직접 관측하기에 유리하다.



EBS 연계 교재에 외계 행성계를 직접 관측하는 문항들이 다수 실려있습니다. 

꼭 모두 풀어보고 공부해둡시다!





#2022 수완 p101 3번


#2022 수완 정답과 해설 p35 (수완 p101 3번)


999's Comment

특이문항3

한 중심별을 공전하는 두 행성에 의한 식 현상과 관련된 아주 좋은 문항입니다.


ㄷ 선지만 보겠습니다.

A와 B는 같은 평면을 공전하고 있지 않다고 합니다. 왜 그럴까요?



A와 B가 같은 평면을 공전한다고 가정해봅시다.

A가 첫 식 현상을 일으키는 동안, 위 그림과 같이 A는 반드시 별을 통과합니다. (실제로 별을 뚫고 가지는 않습니다)    

B도 같은 평면을 공전하기 때문에, A와 B는 만날 수밖에 없습니다. (실제로 만나는 것은 아닙니다)

A와 B가 만나면, A와 B의 단면적이 겹치기 때문에 

A와 B가 만났을 때 두 별에 의한 겉보기 밝기 감소량은 

각각의 행성에 의한 식 현상이 일어났을 때의 겉보기 밝기 감소량을 더한 값보다 작습니다.




그러면 답으로 가능한 경우는 어떨까요?



대충 이런 느낌일 것입니다. (연한 초록색 선의 공전 궤도를 의미합니다)

A의 궤적과 B의 궤적이 겹칠수도 있겠지만 / 겹쳐도 되지만,

중요한 것은 같은 시각에 A와 B의 단면적이 겹쳐서는 안된다는 것입니다.



중심별의 겉보기 밝기 변화량은 

행성들의 단면적들로 별이 가려진 총 면적 / 별의 단면적

에 비례한다는 것을 기억합시다! 







+ @ : 같은 평면을 공유하는 두 행성



Case 1 : 두 행성의 공전 방향이 동일한 경우


# 두 행성이 지나는 궤적


# 중심별의 밝기 그래프


999's Comment

두 행성들의 궤적이 5개씩 그려져있는데, 각각 왼쪽부터 T~ T입니다. 

그래프는 대략적인 개형을 그린 것이며, 

그래프가 꺾이는 지점들은 세로선으로 표시했고 Y 값이 같다는 것을 점선으로 표시했습니다.

T~ T일 때에는 점으로 표시했습니다.




세로선 단위로 그래프를 해석해봅시다.


 세로선 1번 ~ 세로선 2번 : 작은 행성이 큰 행성과 완전히 겹친 상태입니다.


 세로선 2번 ~ 세로선 3번 : 작은 행성이 큰 행성을 추월하고 있습니다.


 세로선 3번 ~ 세로선 4번 : 작은 행성과 큰 행성은 조금도 겹치지 않은 상태이고, 중심별의 밝기가 최소입니다.    


 세로선 4번 ~ 세로선 5번 : 작은 행성이 중심별에서 벗어나고 있습니다. 

                                   세로선 4번 ~ 세로선 5번 시기가 세로선 2번 ~ 세로선 3번 시기보다 짧습니다.

                                   (세로선 2번 ~ 세로선 3번 시기에서는 작은 행성이 큰 행성을 추월하고 있기 때문)    





Case 2 : 두 행성의 공전 방향이 반대인 경우


# 두 행성이 지나는 궤적



# 중심별의 밝기 그래프


999's Comment

두 행성들의 궤적이 5개씩 그려져있는데, 큰 행성은 왼쪽부터 T~ T이고, 작은 행성은 오른쪽부터 T~ T입니다.   

그래프는 대략적인 개형을 그린 것이며, 

그래프가 꺾이는 지점들은 세로선으로 표시했고 Y 값이 같다는 것을 점선으로 표시했습니다.

T~ T일 때에는 점으로 표시했습니다.




세로선 단위로 그래프를 해석해봅시다.


 세로선 1번 ~ 세로선 2번 : 큰 행성이 중심별을 가리기 시작합니다. 작은 행성은 아직 중심별을 가리지 않습니다.    


 세로선 2번 ~ 세로선 3번 : 작은 행성도 중심별을 가리기 시작했습니다.  

                                    세로선 1번 ~ 세로선 2번 시기보다 급격하게 중심별의 밝기가 감소합니다.


 세로선 3번 ~ 세로선 4번 : 작은 행성 전체가 이미 중심별을 가리고 있는 상태입니다.

                                    따라서, 세로선 1번 ~ 세로선 2번 시기와 비슷한 정도로 중심별의 밝기가 감소합니다.


세로선 4번 ~ 세로선 5번 : 작은 행성 전체 뿐만 아니라 큰 행성 전체도 중심별을 가리고 있는 상태입니다.  

                                   작은 행성과 큰 행성은 조금도 겹치지 않은 상태이고, 중심별의 밝기가 최소입니다. 


세로선 5번 ~ 세로선 6번 : 작은 행성이 큰 행성과 겹치기 시작했습니다.


세로선 6번 ~ 세로선 7번 : 작은 행성과 큰 행성이 완전히 겹친 상태입니다. 

                                  세로선 5번 ~ 세로선 6번 시기보다 세로선 6번 ~ 세로선 7번 시기가 깁니다.

                                  (큰 행성의 반지름이 작은 행성의 반지름보다 크기 때문)


세로선 7번 ~ 세로선 8번 : 작은 행성이 큰 행성에서 벗어나고 있습니다.

                                  세로선 5번 ~ 세로선 6번 시기와 세로선 7번 ~ 세로선 8번 시기는 길이가 같습니다.


세로선 8번 ~ 세로선 9번 : 작은 행성이 큰 행성에서 완전히 벗어났습니다.   

                                   작은 행성 전체 뿐만 아니라 큰 행성 전체도 중심별을 가리고 있는 상태입니다.  

                                   작은 행성과 큰 행성은 조금도 겹치지 않은 상태이고, 중심별의 밝기가 최소입니다.


세로선 9번 ~ 세로선 10번 : 작은 행성이 중심별을 벗어나고 있습니다.

                                    세로선 5번 ~ 세로선 6번 시기보다 세로선 9번 ~ 세로선 10번 시기가 깁니다.

                                    (세로선 5번 ~ 세로선 6번 시기는 두 별의 상대속도를 고려해야 하기 때문)



한 번씩만 식 현상의 진행과정을 차근차근 따라가 봅시다! 







긴 글 읽으시느라 수고하셨습니다!




이번 칼럼은 이상으로 끝입니다.


부족한 칼럼 읽어주셔서 감사합니다!



좋아요 와 댓글 한 번씩만 부탁드립니다!!



팔로우 도 부탁드립니다!! 



다음 칼럼에서 또 만나요~ 999였습니다!!


 


999's 지1 Grade

2021 4더프 백분위 99, 원점수 47

2021 강대모1회 백분위 99, 원점수 40 (1컷 30, 전체 2482명 중 21등)

2021 5더프 백분위 99, 원점수 47

2021 6더프 백분위 98, 원점수 50 

2021 6월 모의평가 백분위 98, 원점수 44?

2021 7더프 백분위 95, 원점수 47

2021 강대모2회 백분위 100, 원점수 50

2021 강대모3회 백분위 100, 원점수 50

2021 8더프 백분위 100, 원점수 50

2021 9월 모의평가 백분위 99, 원점수 50

2021 10더프 백분위 100, 원점수 50

2021 강대모4회 백분위 100, 원점수 48

2021 강대모5회 백분위 98, 원점수 45

2021 대학수학능력시험 백분위 100, 원점수 50

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