[지구과학1] 도플러 효과 관련 스킬 소개2
게시글 주소: https://i.orbi.kr/00068097495
안녕하세요! 지구과학 가르치는 강사 안성진입니다.
지난 글(https://orbi.kr/00068097094) 에 소개한 스킬을 이용해 더 많은 문제를 풀어보겠습니다.
(1) 2024 수능 19번
Q1. 기준 파장 λ0의 값은?
A.행성의 공전 궤도로 중심별의 파장 변화 양상 파악하기
(1) 중심별의 공전 방향 구하기
행성이 A위치에 있을 때, 중심별은 시선 속도 크기가 최댓값을 나타내는 위치에 있으므로, 적색 편이 최대 혹은
청색 편이 최대를 나타냅니다. 그런데, 중심별의 파장이 비교적 짧게 나타나고 있는 상황이니,
청색 편이 최대를 나타내고 있을 것입니다.
이를 통해 중심별과 행성은 시계 방향으로 공전하고 있음을 파악할 수 있습니다.
(2) 중심별의 파장 변화 양상 파악하기
지난 글에서 해보았던 것 처럼, 일단 시선 방향에 수직하게 스펙트럼 축을 그려줍니다.
행성의 공전 궤도가 그려져 있는 상황이므로, 시선 속도의 부호가 중심별로 판단할 때와는 반대임에 유의합시다.
행성의 위치에 따른 중심별의 스펙트럼 위치가 바로 파악되었습니다. 문제의 조건에 따르면,
행성이 A에 있을 때 중심별 흡수선의 관측 파장이 499.990, B에 있을 때 500.005 이므로, 이를 써줍시다.
그리고, 행성의 공전 궤도 반지름을 1로 잡고, 위 그림 기준 A,B,C의 y 좌표 값 크기의 비를 비교합시다.
그리고 그 비는 아래와 같이 파장 변화 크기의 비와 같습니다.
그렇다면, 고유파장은 499.990과 500.005를 2:1로 내분하는 지점임을 직관적으로 파악이 가능합니다.
따라서 고유파장은 500입니다.
Q2. ㉠의 값은 499.995보다 작은가?
A. 위 그림을 그렸다면, 답이 그냥 나옵니다.
그린 그림에서, 499.995의 위치를 표현하면 아래 그림과 같습니다.
499.995는 500과 499.990의 딱 가운데에 해당하므로, 행성이 C에 위치할 때의 파장은 그보다는 짧음을
바로 그림을 통해 판단이 가능합니다. 이 스킬의 좋은 점 중 하나입니다. 문제에 그려진 그림을 활용할 수 있다는 것이죠.
(2) 2019 9월 모평 18번
Q1. (가)에서 지구로부터 중심별까지의 거리는 T2일 때가 T3일 때보다 가까운가?
A. 시선 속도 그래프를 이용해 중심별 공전 궤도 연상하기
위에서 보았던 애니메이션을 상기합시다.
그리고, (가) 그림 옆에 중심별의 공전궤도를 그려봅시다. 숙달되면 머리에서 연상하실 수도 있을겁니다.
일단, 시선 속도 축과 수직하게 시선 방향을 설정합니다. 왼쪽을 향할지, 오른쪽을 향할지는 상관없습니다.
상황에 맞춰서 공전 방향을 설정해주면 되거든요. 저는 오른쪽을 향하게 그려보겠습니다.
얼추 시선 속도의 변화폭과 맞추어 공전 궤도를 그립니다.
그리고, 위쪽 궤도를 돌 때 시선 속도가 (+)여야 하므로, 공전 방향은 시계 방향으로 그려주면 되겠네요.
시선 속도 값에 맞춰서 중심별의 y축 좌표(위 그림 기준) 값을 설정해주면 됩니다.
그럼 자연스럽게 아래와 같이 됩니다.
조금만 연습하시면 머리에서도 쉽게 그려집니다. 그럼 T2일 때가 T3일 때보다 가깝네요.
(3) 2024 EBS 파이널 실전 모의고사
Q1. 식현상은 (나)~(다) 기간에 나타나는가?
A. 흡수선의 파장 변화 통해 중심별 공전 궤도 연상하기
문제 조건에 따라 해당 자료는 중심별이 공통 질량 중심을 원궤도로 '1회 공전'하는 동안 '일정한 시간 간격'으로
관측한 것입니다.
그런데, 스펙트럼이 총 4개가 제시되었고, (라)는 (가)와 동일한 위상을 나타내고 있으므로,
이는 중심별이 공전 궤도를 120도 공전할 때마다 한번씩 스펙트럼을 나타낸 것입니다.
그런데, 만약 중심별이 관측자와 가장 가까운 위치에 있을 때부터 스펙트럼을 나타낸 것이라면, 아래와 같은 스타일의 스펙트럼이 관측되어야합니다.
그런데 그렇지 않다는건, 뭔가 애매한 위치에서부터 관측을 시작했다는 의미겠죠?
자료를 통해 파악해봅시다.
일단 스펙트럼 축과 수직하게 시선 방향을 설정합니다. 위쪽을 향하든 아래쪽을 향하든 상관없으나,
위쪽을 향하게 해보겠습니다. 그럼 오른쪽이 파장이 길어지는 방향이므로, 중심별이 반시계 방향으로 돌게끔 설정해줘야합니다.
그리고, 흡수선의 위치에 알맞게 중심별이 120도 간격으로 들어가기 위해서는 아래 그림과 같이 그려져야 함을
조금 생각하면 알 수 있습니다.
(가)와 (나) 같이 스펙트럼 파장이 같은 경우에는, 공전 방향을 잘 관찰하여 선후 관계를 결정해야함에 유의하세요.
그럼, 식현상은 중심별이 관찰자와 가장 멀어질 무렵에 발생함을 고려할 때, 식현상이 나타나는 구간은 (나)~(다)가 아니라, (다)~(가) 입니다.
Q2. 흡수선의 원래 파장은 [λ-(Δλ/3)]nm 인가?
A. 일단 고유 파장의 위치를 찾아야합니다.
문제에 그려진 λ는 고유 파장을 의미하지 않음에 유의하세요.
스킬을 적용해보면, 고유파장은 위 그림의 ㉠과 ㉡ 사이를 1:2로 내분하는 지점에 위치함을 알 수 있습니다.
따라서 고유 파장은 ㉠으로부터 (2Δλ/3) 만큼 긴 위치에서 나타남을 알 수 있구요.
이를 문제의 'λ' 를 사용하여 표현해보면,
λ로부터 [Δλ-(2Δλ/3)] 만큼 짧은 위치에서 나타나는거니까, [λ-(Δλ/3)] 로 표현이 가능합니다.
따라서 고유 파장은 [λ-(Δλ/3)]nm 입니다.
Q3. (가) 이후 관측 시간 간격을 1/2로 줄이면 관측되는 파장의 최솟값은 [λ-(5Δλ/3)]nm 인가?
A. 관측 시간 간격을 1/2로 줄이면, 중심별이 60도를 돌 때마다 한번씩 스펙트럼을 나타내는 것입니다. 그렇다면
아래와 같이 나타날겁니다.
위 그림의 X 위치에서 최솟값이 나타날 것임을 바로 파악할 수 있지요.
그럼, 고유 파장인 [λ-(Δλ/3)] 으로부터, 2x(2Δλ/3) 만큼 짧은 위치에서 파장이 나타날 것이므로,
[λ-(5Δλ/3)]nm 입니다.
이상 최대한 다양한 유형의 문제를 풀어보며 스킬의 유용성을 살펴보았습니다.
도움이 되셨다면 댓글과 추천 부탁드리겠습니다. 감사합니다!
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
현재 모고 성적은 국어 4 - 화작만 공부하고 봤습니다 수학 3 - 쎈이랑 수특만...
-
강기원 시즌1 0
지금 뉴런 듣고있는데 vod구매해서 듣는거 무리인가요? 서바때 라이브 하나...
-
고등학교 성적반영에 있어서 2개학기는 버리게 해주면 안됩니까? 라고 하면 안되겠지요?
-
작년에 진짜 열심히했는데 69수능 점점 떨어지기만 하고.. 작냔에 올해는 무조건...
-
찐따 아니랄까봐 ㅈㄴ 피곤할 거 같아서 ㅂㅅ같은 주장 있어도 걍 관람만 함 ㅋㅋ...
-
ㄹㅇ
-
제가 푼 풀이가 어디가 틀린건지…수학황님들 제발 도와주세요…
-
ㅋㅋㅋ이왜진 무지개 한국지리 24강 10~11분즈음
-
1순위 잡고 공부 존버해보아요
-
갈 때가 된건가 2
자유의 몸 까지 d-day 9 공부 죠낸 달려야겠징??ㅎㅎ
-
ㅈㄴ 고민됨 4
정석민을 들을지 국일만을 할지 심찬우를 할지 비문학은 비슷한거 같은데 문학이...
-
병 848 상뱀 ㅈ짬 홍컴 관련 무물요
-
릴스에 5시간짜리 영상이 뜨더라고요..
-
6월의 시작이군요 10
다들 화이팅 입니다.
-
기말고사가 1달정도 남았고, 과외알아보는 학생들이 많아지는 시기입니다. 발빠르게...
-
언매미적생지 국어 높2에 영어는 고정1이었습니다 근데 중요한 건 이게 23수능...
-
뭐가 나을까요?? 19수능 백분위 국어96 수학나형 98 영어2 생윤 96 한지...
-
시간이진짜 빨라요
-
기출 혼자 하려고 하는데 한완기가 좋을까요 수분감이 좋을까요?
-
요즘 입시를 몰라서 계속 물지하고있었는데 사탐런 많이 한다고 해서.. 보면 미적...
-
사문하시는 분들 6평 대비 quel 모의 꼭 풀어보세여 3
메가에서 무료 배포하는데 올해 나온 실모중에 제일 빡센 것 같음. 시간 꽉 채워 쓴...
-
메가 인강 sd카드같은 외장메모리에도 다운 받을 수 있나요? 안드로이드는...
-
메가 입략해도 안뜨네요;; (집모입니다)
-
아싸라비아 어쩌구 말고 다른거 뭐있나욤 다른거 먹고시프다
-
동성애 혐오 발언 이틀 뒤 "험담은 여자들이"…교황의 입 또 논란 2
프란치스코(87) 교황이 동성애 혐오 표현에 대해 사과한 지 이틀 만에 이번에는...
-
전 육군훈련소장 "훈련병 사망, 육군 입 열 개라도 할 말 없어" 2
'규정 위반·안일한 태도' 문제점 꼽아…"훈련 강행 간부 자질 의심" "성별 떠나...
-
2025 5월 모의고사 화학 II 성적분석 + 전망 4
안녕하세요. Another class 화학 II 저자 이병진입니다. 지난 주에 5월...
-
심심심심심해 11
-
이재명 "훈련병 영결식 날 술 타령... 보수 맞나" 尹 비판 0
이재명 더불어민주당 대표가 1일 육군 을지부대(12사단)에서 군기훈련(얼차려)을...
-
또한 "민희진이 어도어를 독립적으로 지배할 수 있는 방법을 모색했던 것은 분명하다고...
-
수업을 들으러 가서 강의 듣고 모르는 걸 그 강사한테 직접 듣는걸 초1부터 중3까지...
-
학원비,학비,교재비,인강 비용을 그냥 다 아묻따 사주시는 분들도 있고 아까워 하시는...
-
ㄹㅇ 왜 도움도 안 될거 같은 사람 군인으로 뽑는거 1
그니까 나 뽑지 말라고 군대가기 시러
-
몇살인지 아시는분?
-
어느정도였으려나욤 한 88? 그리고 여러분 만약에 22 30남기고 못푼 4점짜리...
-
아 토일월 동안 하루에 국어 실모 1개씩 푸는 숙제르 받았다 10
ㄷㄷㄷ 어떡하지 너무해요 센세
-
넵
-
기침하고 열도 나서 오늘도 집에서 쉬는 중
-
난 본 적이 없는데 왜 실모는 자꾸 내는거지
-
연대 모의논술 0
오늘 풀어보신 분들 어떠셨어요? 존나 어렵네
-
식사 안하세요…? 10
아까
-
힘드네잉... @th05_study_file ^^7
-
여자를 무시해서가 아니라 우리나라의 군대 구조가 너무 잘못됐기 때문에 그럼 ㅇㅇ...
-
자리 양보해주시고 임산부석 가서 앉으시네 뭐지
-
걍 헷갈리는건 해설지 보려는데 답답하ㄷr..
-
“장난인데요” 미끄럼틀에 ‘가위’ 테러…10대 남학생 짓이었다 3
어린이 놀이터 미끄럼틀에 뾰족한 가위를 꽂아놓고 달아난 10대 남학생이 경찰에...
-
전설의 간호장교 9
오금손 대위 한국광복군 출신으로 남북전쟁 이후 간호장교로 자원입대 이후, 포항...
-
[단독]경찰, 영등포서 2000만원 빼앗아 달아난 남성 2명 추적 중 1
경찰이 서울 영등포구에서 2000여만원을 훔쳐 달아난 강도 2명에 대해 수사를...
좋은 글 항상 감사합니다!
늙고병들어서문제를gif로풀고싶어요