2023년 6월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 14번 해설

핵심 개념

고온 고밀도 광원은 연속 스펙트럼을, 그 빛이 저온 기체를 통과하면 흡수 스펙트럼을, 기체가 내는 빛은 방출 스펙트럼을 만들며, 같은 원소의 흡수선과 방출선은 같은 위치에 나타난다.

단서 따라가기

1. 광원 빛이 수소 기체를 거치지 않고 분광기로 들어감 → 색이 끊김 없이 이어진 스펙트럼고온 고밀도 광원은 모든 파장의 빛을 내어 연속 스펙트럼이 나타난다 아래 분광기 = 연속 스펙트럼
2. 광원 빛이 수소 기체를 통과한 뒤 분광기로 들어감 → ㉠연속 스펙트럼 중 수소가 흡수하는 특정 파장만 빠져 검은 흡수선이 나타난다 ㉠ = 흡수 스펙트럼
3. 수소 기체에서 옆으로 나온 빛 → ㉡(검은 바탕에 밝은 선)수소 기체가 흡수한 에너지를 특정 파장의 빛으로 내보내 밝은 방출선이 나타난다 ㉡ = 방출 스펙트럼
4. <보기> ㄱ. ㉠은 수소 기체 방전관에서 나온 빛의 스펙트럼과 같다.방전관에서 나온 빛은 기체가 직접 내는 빛 → 방출 스펙트럼(㉡과 같은 종류) 보기 ㄱ (틀림 — ㉡과 같음)
5. <보기> ㄴ. ㉠과 ㉡에 나타나는 선의 위치는 같다.같은 원소(수소)는 흡수하는 파장과 방출하는 파장이 같다 보기 ㄴ (옳음)
6. <보기> ㄷ. 태양에서 나온 빛이 태양의 대기를 통과하여 나타나는 스펙트럼의 종류는 ㉡과 같다.뜨거운 태양 내부의 빛이 상대적으로 저온인 대기를 통과 → 흡수 스펙트럼(㉠과 같은 종류) 보기 ㄷ (틀림 — ㉠과 같음)

정답 근거

보기 ㄴ: ㉠은 고온 고밀도 광원의 빛이 수소 기체를 통과하며 특정 파장이 흡수되어 나타난 흡수 스펙트럼이고, ㉡은 수소 기체가 내보낸 빛의 방출 스펙트럼이다. 원소는 자신이 방출하는 파장의 빛을 흡수하므로 같은 수소의 흡수선(㉠)과 방출선(㉡)은 같은 위치에 나타난다. 따라서 정답은 ②이다. (ㄱ은 방전관의 빛이 방출 스펙트럼이라 ㉡과 같으므로 틀리고, ㄷ은 태양 대기를 통과한 빛이 흡수 스펙트럼이라 ㉠과 같으므로 틀리다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

빛의 경로 모식도에서 연속·흡수·방출 스펙트럼이 생기는 조건을 구분하고, 실제 현상(방전관, 태양 대기)에 적용하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

빛이 어떤 경로로 분광기에 들어가는지 화살표를 따라간다 → 광원 직접(연속), 광원 빛이 기체 통과(흡수), 기체가 내는 빛(방출)으로 분류한다 → 같은 원소의 흡수선·방출선 위치가 같다는 점과 태양 스펙트럼(흡수)을 적용한다.