47. [ 그림 ] 은 1 년동안금성과태양이뜨는시각을나 타낸것이다. 8 월중순경금성의위상에서가장적절한것은? 46. [ 그림 ] 은서울 (37.5 N) 지방에서어느날자정에관측한북쪽하늘의별자리모습이다. 48. [ 그림 ] 은금성과지구의운동을나타낸것이다.A에서 E까지공전하는

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( 단, 별 A의남중고도는 70, 별 B의남중고도는 50, 별 A의적위는 17.5 이다.) 적경 적위 1 2시 2.5 2 2시 -2.5 3 10시 2.5 4 10시 -2.5 33.

1 68. 프톨레마이오스의 천동설 모델에서주전원은무엇을설명하기위해도입된것인가? 1 행성의역행 2 행성의위상변화 3 행성의공전속도차 4 지구와행성간의거리차 36. 금성이동방최대이각위치에있을때행성을관측할수있는때와방향은? 1 새벽, 서쪽하늘 2 새벽, 동쪽하늘 3 초저녁, 서쪽하늘 4 초저녁, 동쪽하늘 동짓날자정에별 A가남중한후별 B는 4시간후에 남중하였다. 별 B의적경과적위값은?( 단, 별 A의남중고도는 70, 별 B의남중고도는 50, 별 A의적위는 17.5 이다.) 적경 적위 1 2시 시 시 시 우리나라최고의천문도인 천상열차분야지도 는 1,500 년전에만들어졌다고한다. 다음성도에서 천상열차분 야지도 의북극위치는?( 단, 각눈금의기간은 1,000 년이다.) 39. 봄철에서울지방에서초승달이보이는천구상이 위치는? 45. [ 그림 ] 은황도상의별자리를나타낸것이다. 서울 (37.5 ) 에서 12 월 22 일오후 6 시경에남중하는별자리는? 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄹ 1 사자 2 쌍둥이 3 물고기 4 사수

2 47. [ 그림 ] 은 1 년동안금성과태양이뜨는시각을나 타낸것이다. 8 월중순경금성의위상에서가장적절한것은? 46. [ 그림 ] 은서울 (37.5 N) 지방에서어느날자정에관측한북쪽하늘의별자리모습이다. 48. [ 그림 ] 은금성과지구의운동을나타낸것이다.A에서 E까지공전하는지구에서관찰한금성의모양을순서대로바르게나열한것은? - 2-3개월이지난후같은장소에서자정에보이는별자리의위치를바르게나타낸것은?

49. 동짓날정오에높이 10m 인탑의그림자길이가 17.3m 였다. 이곳에서어느날정오에이탑의그림자길이가 10m 였다면, 이날의태양위치를 [ 그림 ] 에서찾으면?( 단, 삼 각함수값은다음과같다.) 30 45 60 sin 0.50 0.71 0.87 cos 0.87 0.71 0.50 tan 0.58 1.00 1.73 1 A 2 B 3 C 4 D 11.

3 49. 동짓날정오에높이 10m 인탑의그림자길이가 17.3m 였다. 이곳에서어느날정오에이탑의그림자길이가 10m 였다면, 이날의태양위치를 [ 그림 ] 에서찾으면?( 단, 삼 각함수값은다음과같다.) sin cos tan A 2 B 3 C 4 D 11. 학생들과함께사방이탁트인곳에서천체관측을 하려고한다. (2) 다음은황도 12궁의별자리이름을알파벳순으로나타낸 명칭과적도좌표의근사값을나타낸것이다. 다음물음에 답하여라. 별자리 물병 양 게 염소 쌍둥이 사자 적경 (h) 적위 ( ) 별자리 천칭 물고기 궁수 전갈 황소 처녀 적경 (h) 적위 ( ) 현재시각은 12월 19일 21시경이다. ( 가 ) 이때남중하고있는별자리는어느것인가? ( 나 ) 이때동쪽지평선에서뜨고있는별자리는? 년 12월 17일동경 128 위도 36 인지역에서 20시에천체를관측하려한다. 천체관측을위해역서로부터 아래의 표 와같이천체의적도좌표와등급을알았다. 다음물음에답하시오. 천체 적경적위 ( 시분초 ) ( 도분초 ) 등급 금성 화성 토성 βcet βper βori ηdra (1) 표에제시된천체중에서주극성과천정거리가가장짧 은천체를쓰시오. ( 다 ) 남동쪽하늘에오리온자리가떠있고삼태성을따라황소자리의알데바란을지나시선을옮겨가니아름다운산개성단인 M45가보였다. 서쪽지평선에는페가수스의큰사각형이걸려있고북서방향으로나선은하인 M31이보였다. 메시에목록번호 M31과 M45 천체의이름은무엇인지쓰시오. (2) 남쪽하늘의자오선서편에서볼수있는천체를쓰시오. ( 참고 : 추분은 9 월 23 일, 동지는 12 월 22 일 )

4 13. 그림과같이태양주위를공전하는어떤가상의내행 성이있다고가정하자. 그래프는태양과이행성이동쪽지평 선에뜨는시각을계산하여 1 년동안의변화를나타낸것이다 어떤항성 S를중심으로같은방향으로공전하는두개의행성 E와 P가있다. 행성 E에살고있는관측자에게행성 P가 < 보기 > 와같이관측되었다고할때, 항성 S로부터행성 P 까지의거리를구하는개략도를그리고, 거리를구하는과정을기술하시오. ( 단, 항성 S에대하여행성 E는 1AU의거리에서원궤도를따라 360일의주기로공전하며, 행성 E의시간체계는지구의시간체계와같고, 관측시각은시태양시이다.) < 보기 > 관측1: 어느날 0시에행성 P가남중하였다. 관측2: 관측1 로부터 660일이지난날 0시에행성 P가남중하였다. 관측3: 관측1로부터 792일이지난날 17시 20분에행성 P가남중하였다 월중순경에이행성은하루중언제, 어느쪽하늘 에서육안으로관찰할수있는가 이행성은몇월에지구에가장접근하는가? ( 그림에서 E 1 은관측 1 에해당하는행성 E 의위치를나타낸다.) 월 7 일에태양과이행성의뜨는시각은각각 5 시 04 분과 8 시 32 분으로서그차이가가장컸다. 이때, 행성과 태양사이의거리 (AU) 는얼마인지삼각함수로나타내시오.

5 10. 우리나라중부지방에서날씨가맑은어느날 14시에하늘에떠있는달을보았다. 관측자의지평면과달의위치를그림 ( 가 ) 에표시하고, 그림 ( 나 ) 에는이때보이는태양과달의위치및달의모양을나타내시오. 또한, 낮에보이는달의모양이특정범위로제한될수밖에없는이유를설명하시오. ( 가 ) ( 나 ) 22. 우리나라에서자정에남쪽자오선을통과하는목성 을관측할때, 목성의남중고도가가장높은계절을쓰시오. 어느날목성과시리우스가자정에함께남중하는것을본 후, 새벽에관측을마쳤다. 다음표를참고하여관측을마친 날이몇월며칠인지계산하여쓰시오. ( 단, 태양은정오에자 오선을통과한다고가정함.) 절기 춘분 하지 추분 동지 날짜 3월 21일 6월 21일 9월 23일 12월 22일 시리우스의 좌표 적경 :6 44, 적위 : 남중고도가가장높은계절 : 우리나라어느지점 (129 E, 36 N) 에서관측자의자오선에, 인천체가 22시에남중하였다. 이때태양의시간각과적경을구하고, 이때가몇월인지를풀이과정과함께쓰시오. 태양의시간각 : 태양의적경 ( ) : : 시기 ( 월 ) : 이유 : 관측일 : 월일 ( 관측일풀이과정 ) : 풀이과정

- 6-13. 그림은태양을초점으로하는어떤행성의운동궤도를표현한것이다. 태양을기준으로이행성의근일점에서의속력을, 각속도를, 원일점에서의속력을, 각속도를 라하자.

6 그림은태양을초점으로하는어떤행성의운동궤도를표현한것이다. 태양을기준으로이행성의근일점에서의속력을, 각속도를, 원일점에서의속력을, 각속도를 라하자. 속력의비 과각속도의비 을 과 를이용하여표시하시오. 이행성궤도의장반경이지구 궤도장반경의 2 배라할때, 이행성의공전주기는몇년인 지계산하시오. 속력의비 : 각속도의비 : 행성의공전주기 :

7 11. 질량이 M이고반경이 R인천체 A가자전각속도 ω인천체 B의자전축주위를원운동하고있다. 천체 A의궤도반경 (r) 은 R의 10배이며, 천체 A의공전주기는천체 B의자전주기와같다. 이때 B의자전각속도 ω를 M과 R의함수로나타내시오. ( 단, 만유인력상수는 G이다.) [ 풀이과정과답 ] - 7 -

8 - 8 -

- 9-29. < 그림 > 은행성 P를탐사하기위하여지구에서발사한우주탐사선이타원궤도이다.

9 < 그림 > 은행성 P를탐사하기위하여지구에서발사한우주탐사선이타원궤도이다. 이우주탐사선이행성 P에도달하는데걸리는시간과우주탐사선이지구에서발사될때행성 P의태양에대한위치가알맞게짝지어진것은?( 단, 지구의공전반경은 1AU, 행성 P의공전반경은 aau이다.) 1 시간 년 위치 동방이각 2 3 년서방이각 년서방이각 4 년 동방이각

10 [03] 13. 생물의생존이가능한 생명지대 (life zone) 는행성의표면온도가 0 에서 100 사이를유지할수있는중심항성으로부터의거리범위를뜻한다. 우리태양계에서지구와비슷한조건을갖춘행성에대해, 대기의온실효과등을고려하면, 생명지대는대략 0.9 AU에서 1.5 AU 사이이다 중심항성의광도가태양의 40,000 배인 B0Ⅴ 와, 또 광도가태양의 0.01 배인 M5Ⅴ 의외계태양계에서생명지대 의범위를각각계산하시오 질량이큰 B0Ⅴ 나질량이작은 M5Ⅴ 를중심항성으로 하는외계태양계가있다. 이들태양계에서는지구와비슷한조 건을갖춘행성일지라도지적생명체를발견할가능성이매우낮 다. 이들각각의항성에대하여그이유를하나씩만쓰시오.

7. [ 그림 ] 에서 A 점에작용하는달에의한기조력의크 기는?( 단, M: 달의질량, G: 만유인력상수 ) 1 2 35. 만약, 인간이달에가서산다면현재인간이사용하는시간개념으로서하루는볓일로정의될수있는가? 1 약 13.7일 2 약 14.8일 3 약 27.3일 4 약 29.5일 - 11-3 4 22. < 보기 > 의천문현상을일으키는힘은?

11 7. [ 그림 ] 에서 A 점에작용하는달에의한기조력의크 기는?( 단, M: 달의질량, G: 만유인력상수 ) 만약, 인간이달에가서산다면현재인간이사용하는시간개념으로서하루는볓일로정의될수있는가? 1 약 13.7일 2 약 14.8일 3 약 27.3일 4 약 29.5일 < 보기 > 의천문현상을일으키는힘은? < 보기 > 1 마찰력 - 세차운동 2 조석력 - 산개성단의와해 3 전기력 - 은하의변형 4 자기력 - 위성의동주기자전 44. [ 그림 ] 에서위도 φ 에위치한질량 m 인물체에작용하 는원심가속도 C 의수평성분을 B 라고할때그크기와역할은? 1, 물체의무게를감소시킨다. 2, 물체의무게를감소시킨다. 3, 물체를지구의적도방향으로밀어낸다. 34. 중황위에있는별의광행차궤도모양은타원이다. 4, 물체를지구의적도방향으로밀어낸다. 황위가 인별의장반경이 20 일때단반경은? 1 20 sinβ 2 20 tanβ 3 20 cosβ 4 20 secβ

12 - 12 -

29. 유성에관한설명으로틀린것은? 1 유성이지표에떨어진것이운석이다. 2 유성은초저녁보다자정이후에더많이나타난다. 3 유성우의이름은최초발견자의이름으로명명한다. 4 유성이지구의공전궤도부근에서태양계를이탈할수있는속도는약 42km/s이다. - 13-25. [ 그림 ] 과같이망원경의십자선에달의한쪽가장자리를맞춘후, 달의반대편가장자리가통과할때까지의시간은? 60.

13 29. 유성에관한설명으로틀린것은? 1 유성이지표에떨어진것이운석이다. 2 유성은초저녁보다자정이후에더많이나타난다. 3 유성우의이름은최초발견자의이름으로명명한다. 4 유성이지구의공전궤도부근에서태양계를이탈할수있는속도는약 42km/s이다 [ 그림 ] 과같이망원경의십자선에달의한쪽가장자리를맞춘후, 달의반대편가장자리가통과할때까지의시간은? 60. 태양은 6000K의흑체로서태양에서나오는복사선이분포중에서극대점의파장은약 0.5μm이다. 지구표면을 300K의흑체라고생각할때, 지구표면에서나오는복사선의분포중에서극대점의파장은? 1 0.5μm 2 1μm 3 5μm 4 10μm 1 망원경과무관하다. 2 망원경의배율에따라다르다. 3 망원경의크기와종류에따라다르다. 4 망원경의초점거리와초점비에따라다르다. 49. 다음은온도의종류와이들을알아내는데필요한 관측내용을나타낸것이다. 바르게짝지은것은? 온도의종류 필요한관측내용 1 색깔온도 같은원소로스펙트럼선의상대적세기 2 유효온도 복사등급과반지름 3 들뜸온도 스펙트럼선의폭과윤곽 4 이온화온도 2개이상의파장에서의밝기

11. 학생들과함께사방이탁트인곳에서천체관측을하려고한다. (1) 관측전에학생들에게망원경의원리와구조에대해알아보게하였다. 다음그림들은반사망원경과, 반사망원경에굴절망원경의장점을채택한반사굴절형망원경의구조를나타낸것이다. 제시된그림이어떤형식의망원경인지 < 보기 > 의 6가지형식에서찾아적어라. < 보기 > 뉴튼식카세그레인식해밀튼식베이커-슈미트식쿠드식막스토프식 14.

14 11. 학생들과함께사방이탁트인곳에서천체관측을하려고한다. (1) 관측전에학생들에게망원경의원리와구조에대해알아보게하였다. 다음그림들은반사망원경과, 반사망원경에굴절망원경의장점을채택한반사굴절형망원경의구조를나타낸것이다. 제시된그림이어떤형식의망원경인지 < 보기 > 의 6가지형식에서찾아적어라. < 보기 > 뉴튼식카세그레인식해밀튼식베이커-슈미트식쿠드식막스토프식 14. 최근대부분의천문대에서는사진기나광전측광기대신에주로 CCD 측광기를이용하여천체의밝기를측정하고있다. CCD 측광관측의장점을 2가지쓰시오. 그리고, 측광관측을시작하기직전과끝낸직후에균일하게밝은배경하늘을관측함으로써 CCD를구성하는여러화소 (pixel) 사이의감도차이를보정하는것을무엇이라고하는지쓰시오. CCD 측광관측의장점 유효직경이 50cm이고초점비가 f/16인망원경의초점면에 CCD 측광기를장착하였다. CCD의칩은 의화소를가지며, 각화소의크기는 20μm 20μm이다. ( 단, 눈의동공직경은 5mm, 눈의한계등급은 6등급, 1래디안은 200,000 라고가정한다.) 8-1. 눈과비교했을때, 이망원경의집광력은얼마인가? 8-2. 이망원경으로별을관찰할경우, 눈으로볼수있는 별의한계등급은얼마인가? 보정방법의명칭 8-3. CCD 칩의각시야 ( ) 는얼마인가?

15 - 15 -

35. < 그림 > 에서태양내부와표면에서일어나는각종활동들이도시되어있다. < 보기 > 와관련된태양활동이일어나는곳은? - 16-21. 태양의코로나를전파로관측하면짧은파장 ( < 10cm ) 의복사는주로하부코로나에서, 긴파장 ( > 10cm ) 의복사는주로상부코로나에서발생됨을알수있다.

16 35. < 그림 > 에서태양내부와표면에서일어나는각종활동들이도시되어있다. < 보기 > 와관련된태양활동이일어나는곳은? 태양의코로나를전파로관측하면짧은파장 ( < 10cm ) 의복사는주로하부코로나에서, 긴파장 ( > 10cm ) 의복사는주로상부코로나에서발생됨을알수있다. 코로나의전파가이와같이발생되는이유를설명하시오. < 보기 > - 강한자기장과연관되어있다. - 방사선상이줄무늬구조를가지고있다. - 주변의광구변보다온도가약 1,500 정도낮아어둡게보인다. 1 ᄀ 2 ᄂ 3 ᄃ 4 ᄅ 43. [ 그림 ] 은천체망원경을이용한투영법으로태양을관측한모양이다. 태양표면에나타난흑점의수는몇개인가?

[ 그림1] 은두별의복사에너지분포곡선을나타낸것이고, [ 그림2] 는 U.B.V필터의특성을나타낸것이다. ( 단, 별까지의거리와별의크기는같다.

1, B와 D의각거리는 0.04, AD = DC이다.). 다음물음에답하시오. [ 그림 1] 66. 지구에서이별까지의거리는?

[ 그림1] 에서별A의안시등급이 4등성일때, 별 B의안시등급은? 1 약 4.8 등성 2 약 5.0 등성 3 약 5.6 등성 4 약 6.5 등성 43.

0등급 3 약-1.7등급 4 약 -2.7등급 27. [ 그림2] 를이용하여 [ 그림1] 을옳게해석한것은? 1 별 B의색지수 (B-V) 는 (-) 값이다.

17 [ 그림1] 은두별의복사에너지분포곡선을나타낸것이고, [ 그림2] 는 U.B.V필터의특성을나타낸것이다. ( 단, 별까지의거리와별의크기는같다.) 다음 [ 그림 ] 은황극부근에있는별을 6개월간격으로찍은 3장의사진을합친것이다 ( 단, 별의위치는 A B C 순으로변하였으며, A와 C의각거리는 0.1, B와 D의각거리는 0.04, AD = DC이다.). 다음물음에답하시오. [ 그림 1] 66. 지구에서이별까지의거리는? 1 17 PC 2 20 PC 3 25 PC 4 50 PC [ 그림2] 다음물음에답하시오 (26~27) 26. [ 그림1] 에서별A의안시등급이 4등성일때, 별 B의안시등급은? 1 약 4.8 등성 2 약 5.0 등성 3 약 5.6 등성 4 약 6.5 등성 43. 안시등급이 6등급인별이 1,000개, 1등급의별이 20개모여성단을이루고있을때, 이성단의안시등급은? ( 단, log3=0.4771이다.) 1 약0.7등급 2 약 0.0등급 3 약-1.7등급 4 약 -2.7등급 27. [ 그림2] 를이용하여 [ 그림1] 을옳게해석한것은? 1 별 B의색지수 (B-V) 는 (-) 값이다. 2 별 A의색지수 (U-B) 는 (-) 값이다. 3 별 A와별 B의색지수중에서별 B의색지수 (B-V) 가가장크다. 4 별 A와별 B의색지수중에서별 A의색지수 (U-B) 가가장크다. 40. 어떤별의실시등급이 -0.4 이고, 연주시차가 0.3 일때이별이절대등급은?( 단, log3=0.48)

16. 별의관측된등급을대기밖에서측정한등급으로환산하기위하여대기에의한별빛의소광 (extinction) 을보정해주어야한다. - 18 - (1) 입사하는별빛의복사플럭스 (radiation flux) 는밀도 ρ, 흡수계수, 두께인흡수층을통과한후에 로변화되 었다. 흡수층에서 ρ 와 가일정하다고가정하고, 를 ρ 의함수로나타내시오.

18 16. 별의관측된등급을대기밖에서측정한등급으로환산하기위하여대기에의한별빛의소광 (extinction) 을보정해주어야한다 (1) 입사하는별빛의복사플럭스 (radiation flux) 는밀도 ρ, 흡수계수, 두께인흡수층을통과한후에 로변화되 었다. 흡수층에서 ρ 와 가일정하다고가정하고, 를 ρ 의함수로나타내시오. (1 점 ) ρ, (2) 아래의그림은어느맑은날밤, 여러천정거리 (z) 에걸쳐서표준성 A의등급을측정한결과를나타낸다. 그림에서 m은실시등급이며, x는 x=secz 로표현되는공기량 (air mass) 이다. 그림에서볼수있듯이, 관측된표준성의등급이대체로일직선위에분포되는이유를설명하시오. (2점) (3) 같은날밤에, 천정거리 60 에나타난표준성 B 의밝기 를측정한결과 2.5 등급을얻었다. 표준성 B 의대기권밖에 서의등급은얼마인가? (1 점 )

19 30. 두별의공전궤도가 [ 그림 ] 과같을때, 지구에서본두별의시선속도곡선을나타낸것은?( 단, X는질량중심이고, A, B는출발점이다.) [ 그림 ] 은식쌍성의궤도운동에따른광도변화를나 타낸것이다. 이에맞는광도곡선은?( 단, 작은별이더밝다.) 38. [ 그림 ] 은광도가비슷한두별이질량중심 (X) 둘레를궤도운동하고있는모습이다. 각각의위치에서스펙트럼선의편이를바르게나타낸것은?( 단, 궤도기울기는 90, 실선은주성, 파선은동반성의변화이다.)

공전주기 P = 2년연주시차 θ = 0.5 천구면에대한궤도면의경사각 α = 0 질량중심으로부터의최대각거리 a 1 = 0.6, a 2 = 0.4 17-1. 지구로부터이쌍성계까지의거리 r 은얼마인가? (1) 쌍성을구성하는두별간의거리가 이고궤도기울기가 일때, 쌍성이식현상을일으킬수있는조건을나타내어라.

20 47. [ 그림 ] 과같이질량 m 1, m 2 인두별 A, B가질량중심 O의둘레를반지름 a 1, a 2 인둘레를그리며 50년주기로공전하고있다. ( 단 a 1 +a 2 = 30AU, a 1 :a 2 = 1:4) A별의질량은 B별의몇배인가? 1 2배 2 3배 3 4배 4 5배 15. 다음그림은크기가크고온도가낮은별 (A) 과크기가작고온도가높은별 (B) 이식쌍성을이루고있는경우의광도곡선이다. ( 이때작은별의궤도운동속도는, 큰별의반경은, 작은별의반경은 이며, 궤도기울기는 로둔다.) 다음자료는그림과같이두별로이루어진어떤쌍성계를장기간관측하여얻은결과이다. 공전주기 P = 2년연주시차 θ = 0.5 천구면에대한궤도면의경사각 α = 0 질량중심으로부터의최대각거리 a 1 = 0.6, a 2 = 지구로부터이쌍성계까지의거리 r 은얼마인가? (1) 쌍성을구성하는두별간의거리가 이고궤도기울기가 일때, 쌍성이식현상을일으킬수있는조건을나타내어라. (2 점 ) (2) 식쌍성을구성하고있는큰별과작은별의반경 ( ) 을궤도반지름 ( ) 에대한상대적인크기로서나타내고, 그유도과정을나타내어라. 단, 부극소에서의시간을이용하여유도하여라. (2점) 두별의질량 M1 과 M2 는각각태양질량 Ms 의몇배 인가? (3) 식쌍성의광도곡선에서두별의유효표면온도의비 를구할수있는방법을간단히설명하라. (1 점 )

- 21-70. 별의분류방법인 M-K system에서광도계급으로알수있는것은? 1 크기 2 온도 3 색지수 4 분광형 28.

21 별의분류방법인 M-K system에서광도계급으로알수있는것은? 1 크기 2 온도 3 색지수 4 분광형 28. < 그림 > 은주계열성들의스펙트럼을관측한것이다. 별 ( 가 ), ( 나 ), ( 다 ) 의스펙트럼형은? ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) 1 B F G 2 B G M 3 G F B 4 M G B

22 45. [ 표 ] 는별들의스펙트럼형과절대등급을나타낸 것이다. 별 스펙트럼형 절대등급 시리우스 A 1.4 카노푸스 F -3.1 α센타우리 G 4.4 카펠라 G 시그니 K 7.5 베델규스 M -5.5 위의자료로부터알수있는것을 < 보기 > 에서바르게고른것은? < 보기 > ᄀ시리우스는백색의별이다. ᄂ베델규스는표면온도가가장높은별이다. ᄃ카펠라는 α 센타우리보다반지름이 5 배크다. ᄅ 61 시그니는카노푸스보다색지수가크다 16. 아래그림은광도계급 Iab, Ⅲ, Ⅴ에속하는별들에대하여표면온도가같은점들을연결한등온선 ( 점선으로표시 ) 을 HR도위에나타낸것이다. 항성의분광형은주로온도에기인하는것으로볼수있으나, 동일한분광형일지라도표면온도는서로약간씩다름을알수있다. 분광형이주로온도에따라결정되는이유와동일한분광형일지라도광도계급에따라서표면온도가약간씩다른이유를설명하시오 은하평면에수직인방향에있는산개성단의거리를구하기위하여 V와 B필터를이용한측광관측을수행하고, 이로부터세로축을 V 등급, 가로축을 (B-V) 색지수로나타낸색-등급도를얻었다. 다음물음에답하시오 관측한색-등급도를이용하여주계열맞추기방법으로이산개성단의정확한거리를구하려고할때 1필요한자료는무엇이며, 2어떤가정이필요한지를쓰시오. 1 자료 : 2 가정 : 1 ᄀ, ᄃ 2 ᄀ, ᄅ 3 ᄂ, ᄃ 4 ᄂ, ᄅ 분광형이온도에따라결정되는이유 은하중심방향으로위의성단과같은거리만큼떨어진동일한나이를가지는산개성단을관측하여얻은색-등급도에서는전향점의 (B-V) 색지수가 0.6 등급정도차이가나타났다. 이렇게전향점의색지수가다르게나타나는주된이유를쓰시오. 광도계급에따라표면온도가다른이유

15. 아래그림은산개성단의측광관측결과를나타 - 23 - 낸색 - 등급도이다.

23 15. 아래그림은산개성단의측광관측결과를나타 낸색 - 등급도이다. 그림에서세로축은겉보기등급, 그리고가 로축은색지수를나타낸다. 다음물음에답하시오 거리가알려진산개성단의색 - 등급도를이용하여, 관측된 산개성단까지의거리를구하는방법을간략하게설명하시오 성단의색 - 등급도에서주계열전향점의색지수가작을 수록성단을이루는별들의나이가젊은이유를쓰시오.

24 - 24 -

20. [ 그림 ] 에서태양에대한별 (S) 의시선속도는? ( 단, 태양의원궤도운동속도 :, 별 (S) 의원궤도운동속도 : - 25-15.

1 2 3 4 < 그림 1> < 그림 2> 다음 [ 그림 ] 은황극부근에있는별을 6개월간격으로찍은 3장의사진을합친것이다 ( 단, 별의위치는 A B C 순으로변하였으며, A와 C의각거리는 0.

여기서 ω ω 는각각별 a와태양의회전각속도이다. 또한 은별 a의은경이다. 67. 이별의접선속도는? 1 81 km/s 2 9.5km/s 3 11.9 km/s 4 23.

25 20. [ 그림 ] 에서태양에대한별 (S) 의시선속도는? ( 단, 태양의원궤도운동속도 :, 별 (S) 의원궤도운동속도 : < 그림1> 은은하면에위치한별 a의관측시선속도를계산하기위한것이고, < 그림2> 는 근처에위치한세페이드변광성의관측시선속도를나타낸것이다 < 그림 1> < 그림 2> 다음 [ 그림 ] 은황극부근에있는별을 6개월간격으로찍은 3장의사진을합친것이다 ( 단, 별의위치는 A B C 순으로변하였으며, A와 C의각거리는 0.1, B와 D의각거리는 0.04, AD = DC이다.). 다음물음에답하시오. (1) < 그림1> 을이용하여별 a의관측시선속도, 이 ω ω 임을보이시오. 여기서 ω ω 는각각별 a와태양의회전각속도이다. 또한 은별 a의은경이다. 67. 이별의접선속도는? 1 81 km/s 2 9.5km/s km/s km/s (2) HI 21cm 전파선의관측으로우리은하의회전곡선 ( 태 양이위치한지역의안쪽 ) 을얻는방법을 (1) 의결과와 < 그 림 1> 을이용하여 7 줄이내로간단히설명하시오. (3) < 그림 1> 에서 인경우, 이됨을 보이시오. 여기서 ω 이다. (4) < 그림 2> 로부터어느정도의 A 값이예측될수있겠는가? ( 단, A 의단위는 km/sec kpc 이다.)

26 12. 거리, 밝기, 표면온도가같고, 관측자에대한 상대속도의크기는같으나방향이다른 3 개의항성이있다 그림 1 은이 3 개의항성이내는빛의파장 λ nm 의 흡수선스펙트럼을관측한결과이다. 관측되는스펙트럼은항 성의시선방향의속도성분 v r 에따라서 Δλ λ 의파장 차이를나타내는것으로알려져있다. 항성 A 의운동이그림 2 와같을때, 관측된빛의스펙트럼을보고항성 B 와 C 의운동 방향을화살표와각도로나타내고, 운동방향을구하는과정을 기술하시오. ( 단, 광속도 c 는 m/s 이다.) 과정 :

26. 가장최근에형성된성단의 H-R 도는?( 단, 점선은 주계열이다.) 58. [ 그림 ] 은 H-R 도상에서질량이 5M 이고종족 Ⅰ 에 속하는별의진화경로를나타낸것이다. - 27-43.

1 A 2 B 3 C 4 D 41. [ 그림 ] 은 H-R 도에서질량이 1M 인주계열성의진 화과정을나타낸것이다. 30. 주계열성의물리량중그값의차이가거의없는것은? 1 광도 2 중심밀도 3 색깔 4 중심온도 37.

27 26. 가장최근에형성된성단의 H-R 도는?( 단, 점선은 주계열이다.) 58. [ 그림 ] 은 H-R 도상에서질량이 5M 이고종족 Ⅰ 에 속하는별의진화경로를나타낸것이다 별들의에너지원은핵융합반응에의해서방출되는핵에너지에의한다. 어떤별의핵에서 < 보기 > 와같은핵융합반응이일어난다고할때이별의내부구조를바르게나타낸것은? < 보기 > 별의중심핵에서수소가연소하는단계는? 1 A 2 B 3 C 4 D 41. [ 그림 ] 은 H-R 도에서질량이 1M 인주계열성의진 화과정을나타낸것이다. 30. 주계열성의물리량중그값의차이가거의없는것은? 1 광도 2 중심밀도 3 색깔 4 중심온도 37. 별의진화단계에서적색거성단계의특성을바르게설명한것은? 1 별의중심부는계속팽창한다. 2 별이표면온도는더욱높아진다. 3 수소반응면적이넓어져더밝아진다. 4 별이중심부온도는대략 10 7 K 정도이다. 별의핵에서 3α 과정에의한헬륨섬광의현상이일어나는곳은? 1 A 2 B 3 C 4 D

28 14. < 보기 > 에주어진방정식들은별내부의물리량분포를결정하기위하여주어진것들이다. 이를이용하여다음물음에답하시오. 정유체역학방정식 질량연속방정식 에너지전달방정식 에너지방정식 < 보기 > ρ π ρ χρ πσ π ρε 상태방정식 ρ μ < 보기 > 에서 χ ε μ 는각각불투명도, 단위질량당핵에너 지발생률, 평균분자량으로일정하다고가정한다. σ 는각각볼쯔만상수, 슈테판 - 볼쯔만상수, 수소 원자의질량이다. 또한별내부의모든영역에서 ρ 는평균밀 도의값으로일정하고복사로에너지가전달된다고가정한다. (2) (1) 의결과를이용하여주계열별의질량-반경관계가 임을보이시오. (3) (2) 의결과를이용하여주계열별의광도-질량관계가 임을보이시오 그림은질량이태양질량과같은별의 H-R도상에서의진화경로의일부를나타낸것이다. 그림에서 A점은주계열상의위치이고, C점은헬륨섬광이일어나는위치이다. 다음물음에답하시오. (1) B점에서의에너지원을기술하고, C점이후의백색왜성이될때까지가장오래머무는진화단계를쓰시오. (2) 백색왜성은전자의축퇴압에의해중력과평형을이루고있다. 축퇴압과밀도가 ρ 의관계를가질때질량 ( ) 과반경 ( ) 이 의관계를만족함을보이시오. (1) 별이 H-R 도상의주계열에위치하고있을때, 핵에너지 를발생하는중심핵의온도인 가거의일정한온도가유 지되는이유를설명하시오. (4) (2) 와 (3) 의결과를이용하여 H-R 도상의주계열이 임을보이시오. 여기서 는별의유효표면온 도이다. 18. 정유체역학방정식과상태방정식등을이용하여주 계열성의질량 - 광도관계 (L M 3 ) 를유도하고, 별이주계열 에머무는시간 (τ) 이 τ (M/M ) -2 yr 가됨을보이시오. ( 단, 별의질량 =M, 광도 =L, 온도 =T, 반경 =R, 태양의질량 =M 이고, 태양이주계열에머무는시간은 yr 이며, 에너 지전달방정식에의한온도기울기는 가정한다. 여기서 ρ 는별의밀도이다.) - ρ 으로

29 9. 그림은어떤산개성단을 CCD로 UBV 측광하여얻은색-등급도에 년의등연령곡선을겹쳐나타낸것이다. 주어진자료만으로판단할때, 별 A는이산개성단의구성원일수도있고아닐수도있다. 각각의경우에대하여판단근거를쓰고, 보다정확한판정을하기위하여사용될수있는추가자료를 2 가지만제시하시오 구성원일경우 : 구성원이아닐경우 추가자료

30 - 30 -

05 21.5 3.72 14.5 4.13 22.5 3.84 16.5 3.70 23.5 3.97 17.5 3.90 24.5 4.12 19.5 4.11 25.5 4.16 별의크기가가장클때의위치는?

31 (2) 백색왜성은전자의축퇴압에의해중력과평형을이루고있다. 축퇴압과밀도가 ρ 의관계를가질때질량 ( ) 과반경 ( ) 이 의관계를만족함을보이시오. 44. [ 그림 ] 은변광성인 δ 세페이의광도변화곡선이다 다음표는어느변광성의측광관측결과이다. 관측일자 ( 일 ) 등급 (m) 관측일자 ( 일 ) 등급 (m) 별의크기가가장클때의위치는? 1 A 2 B 3 C 4 D 제시된그래프용지에시간에따른변광성의밝기변화를점을 찍어나타내고, 각점들을잇는매끄러운광도곡선을그리시오 변광성의대략적인진폭과주기를구하시오 이변광성의종류를쓰시오.

15-1 그림과같이팽창하는구각을가지는항성의분 광선윤곽을 1 아래제시된그래프에그리고, 2 그이유를 간략히설명하시오 12. 허블은안드로메다성운에서여러개의세페이드변광성을관측하여안드로메다성운이우리은하계밖의천체즉, 외부은하임을밝혀내었다. 이러한연구를가능케한세페이드변광성의특징 2가지를쓰고, 안드로메다성운이외부은하라고판단한근거를쓰시오. - 32 - 특징 : 23.

32 15-1 그림과같이팽창하는구각을가지는항성의분 광선윤곽을 1 아래제시된그래프에그리고, 2 그이유를 간략히설명하시오 12. 허블은안드로메다성운에서여러개의세페이드변광성을관측하여안드로메다성운이우리은하계밖의천체즉, 외부은하임을밝혀내었다. 이러한연구를가능케한세페이드변광성의특징 2가지를쓰고, 안드로메다성운이외부은하라고판단한근거를쓰시오 특징 : 23. 어느별을 100 년동안관측하였더니, 분광선의선 폭과윤곽이그림과같은형태를계속유지해왔다. 같은기 간동안에이별을영상관측하였더니, 이별을감싼원형성 운의각반지름이 1.0 증가하였다. 지구에서이별까지의거리 를파섹 (pc) 단위로구하시오. ( 단, 1pc = cm, 8. UBV 측광계로변광성을관측하여광도변화를조사하려고한다. 변광성을관측하여광도변화를구하려면반드시비교성을함께관측해야하는데, 비교성은밝기가변하지않아야한다는기본적조건이외에도비교성으로서갖추어야할일반적인조건이있다. 광검출기로써시야가 10 인 CCD 를사용하여변광성을관측할경우, 비교성을선택할때고려해야할조건중가장중요한것 2가지만쓰고그이유를설명하시오. ( 단, CCD 시야에는비교성으로사용할수있는별들이충분히들어오며, 별들의 UBV 삼색측광자료가있다고가정한다.) 1 년 = s 로계산하고, 답은유효숫자두자리로제시하시오.) 조건 : 이유 : 별까지의거리 : ( 풀이과정 ) pc

11. 그림은멀리있는어떤별을여러파장영역에서관측하여결정한소광곡선이다. 일반적으로성간물질에의한소광량은그림과같이파장이짧아짐에따라증가하지만특정파장영역에서 A부분처럼특징적인변화를보이기도한다. 이와같이파장에따라소광량이달라지는이유를설명하고, 이러한소광곡선으로부터알아낼수있는성간물질의성질 2 가지를쓰시오. 16.

이러한변화가일어나는항성진화단계를쓰고, 이러한변화가생기는이유를 2줄이내로쓰시오. 32. 나선은하의회전속도가 < 그림 > 과같이관측되었을때그나선은하의질량분포M(R) 은?( 단, M(R) 은반경 R 내의총질량을의미한다.) - 33 - < 보기 > A. He Ⅱ 4686A B. [S Ⅱ] 6717A C.

33 11. 그림은멀리있는어떤별을여러파장영역에서관측하여결정한소광곡선이다. 일반적으로성간물질에의한소광량은그림과같이파장이짧아짐에따라증가하지만특정파장영역에서 A부분처럼특징적인변화를보이기도한다. 이와같이파장에따라소광량이달라지는이유를설명하고, 이러한소광곡선으로부터알아낼수있는성간물질의성질 2 가지를쓰시오. 16. < 보기 > 와같은성운필터 A, B, C를사용하여충분히긴노출시간으로관측하여행성상성운 NGC 6720의영상들을얻었다. 이세필터로얻은영상을크기가작은것부터큰순서로나열하고, 행성상성운의금지선생성에가장중요한물리적인자한가지를쓰시오. 만약이행성상성운이 1 M 별에서진화한것이라면, 행성상성운가스속의탄소와질소의구성비는주계열단계의항성대기구성비와다르다. 이러한변화가일어나는항성진화단계를쓰고, 이러한변화가생기는이유를 2줄이내로쓰시오. 32. 나선은하의회전속도가 < 그림 > 과같이관측되었을때그나선은하의질량분포M(R) 은?( 단, M(R) 은반경 R 내의총질량을의미한다.) < 보기 > A. He Ⅱ 4686A B. [S Ⅱ] 6717A C. [O Ⅲ] 4959A 크기가작은것부터나열 : 금지선생성인자 : 항성진화단계 : 이유 : 이유 : 성질 : 15. 우리은하를구성하는항성들은대체로크게두가지종류로분류할수있다. (1) 종족 I 및종족 II를구분짓는화학적, 운동학적 ( 은하에서의궤도운동 ) 및나이의특성을각각논하시오. 24. 플레이아데스성단내의밝은별들주변은푸른색성운으로둘러싸여있다. 이성운이푸르게관측되는이유를설명하기위한물리적현상과관계가먼것은? 1 비구름은검다. 2 구름이하얗다. 3 하늘이파랗다. 4 저녁노을이붉다. (2) 이들특성을우리은하의진화와연관시켜서설명하시오.

34 15-2. 아래의그림에서 A~D는은경 l = 48 방향의은하면에분포하는중성수소가스를나타낸것이다. 이방향에서관측되는 121cm 전파의선윤곽을제시된그래프에그리시오. ( 시선속도는자세한계산대신부호와상대적인크기만을고려할것 ) 그리고선윤곽이이렇게나타나는 2이유를간락히설명하시오 19. 그림 ( 가 ) 는은하중심으로부터의거리 R에따른나선은하의표면밝기 l의분포를나타내며, 그림 ( 나 ) 는은하중심으로부터의거리 R에따른은하의회전속도 v의분포를나타낸다. 다음물음에답하시오 은하의회전속도가일정한곳 (R > R p ) 에서는은하중 심으로부터의거리 R 안쪽에있는은하의질량 M(R) 은 R 에 비례하여증가한다. 이를만유인력의법칙과구심력을이용하 여증명하시오. 이유 : 은하에서빛을방출하는천체들의질량은그들의광도에비례하기때문에, 그림 ( 가 ) 는빛을방출하는천체들의질 량이은하의중심에서바깥으로갈수록감소하고있음을보 여준다. 그림 ( 가 ) 에대한이러한해석에비추어볼때, 그림 ( 나 ) 의은하회전속도곡선으로부터은하의질량분포에대하 여어떤사실을추론할수있는지쓰시오.

- 35-48.[ 그림 ] 과같은형태의은하는타원은하의분류상 다음중어디에속하는가? l E0 2 E2 3 E4 4 E7 12.

35 [ 그림 ] 과같은형태의은하는타원은하의분류상 다음중어디에속하는가? l E0 2 E2 3 E4 4 E7 12. 허블은안드로메다성운에서여러개의세페이드 변광성을관측하여안드로메다성운이우리은하계밖의천 체즉, 외부은하임을밝혀내었다. 이러한연구를가능케한 세페이드변광성의특징 2 가지를쓰고, 안드로메다성운이 외부은하라고판단한근거를쓰시오. 특징 : 근거 :

36 28. 천체까지의거리를측정하는방법으로적당하지않은것은? 1 가까운별 - 삼각시차 ( 연주시차 ) 법 2 산개성단 - 운동성단의수렴점방법 3 외부은하 - 초신성폭발 4 은하단 - 분광시차법 69. 다음에서허블상수로구할수없는것은? 1 우주의나이 2 우주의크기 3 우주의임계밀도 4 우주의팽창률감속상태 18. H α 방출선이 nm에서관측된어떤나선은하에서초신성이폭발하였다. 이초신성이최대밝기에도달했을때의겉보기등급 V=24.5이었다. 다음물음에답하시오. ( 단, 평탄우주로가정하고, 반드시풀이과정을적으시오.) [ 총 5점 ] 이초신성이최대로밝을때의절대등급M V = 인 SNIa 형이었다면, 은하까지의거리는몇 Mpc인가? ( 단, 성간소광은무시하고, =2.0 으로근사한다.) 이은하의후퇴속도를구하고, 그결과를이용하여허블상수 H를구하시오. ( 단, H α 선의정지파장은 nm, 광속은 km/s이다.) < 표 > 는국부은하군에속한대표적인은하들의시 선속도와거리를나타낸것이다. 국부은하군과동일한역학적 특성을가지는두은하군 A, B 가우리은하로부터각각 (5 ± 1)Mpc, (20 ± 4)Mpc 떨어져있다. 각은하군에서은하 1 개씩 선택하여스펙트럼을관측하고이로부터허블상수값을구하려 고한다. A, B 중정확한허블상수값을구하기에더적합한것을 쓰고, 그이유를설명하시오. ( 단, 시선속도의측정오차는동일 하고, 두은하단의주변환경이동일하다고가정한다.) < 표 > 국부은하군의우리은하중심에대한시선속도 은하 거리 (kpc) 시선속도 (km/s) 은하 거리 (kpc) 시선속도 (km/s) 우리은하 0 0 Leo I NGC DDO SMC Leo Ⅱ Sculptor IC NGC 6822 NGC LMC M 적색이동 (redshift) z = 2.0인퀘이사 (quasar) 에대하여다음물음에답하시오 ( 광속 c = km/s이며, 평탄우주를가정한다 ). 이천체의후퇴속도를구하시오. 은하군 : 이유 : 현재의우주는이천체에서빛이방출되었을당시보다몇 배커졌는가?

37 24. 다음표는규칙적인은하단 2 개를관측한자료이 다. 주어진자료를이용하여두은하단의반경비 (RA / RB) 와 질량비 (MA / MB) 를계산하시오. 은하단 적색이동 ( 편이 ) 각반지름 θ 속도분산 σ r 명칭 z (') (km/s) A B 두은하단은특이운동이없이허블의법칙을따르며, 은하 단에포함된물질은같은형태의구형분포를가지고있고, 역학적평형을이루고있다고가정한다. 이때, 속도분산은 은하단에속한은하들의속도분포로부터구한것이다. ( 단, 답은분수로나타내시오.) 반경비 (RA / RB ): ( 풀이과정 ) 45. 다음중전파은하의특징이아닌것은? 1 은하의형태는대부분나선은하이다. 2 전파복사는싱크로트론 (synchrotron) 복사이다. 3 전파역의광도가 erg sec -4 을넘는은하이다. 4 전파원이전파구조는일반적으로이중구조이다. 20. 무거운별의마지막진화단계에서중심핵은 중력붕괴하여밀도가매우높은별이된다. 어떤별의질량 이 M = kg 이고반경이 40 km 라면, 이별에서의 탈출속도를계산하여블랙홀이될가능성이있는지판단하 시오. 또한, 별정도의질량을가진블랙홀을지구에서관측 을통하여확인할수있는방법을 1 가지쓰시오. ( 단, 중력상수 G = N m /kg 임.) 블랙홀이될가능성판단 ( 풀이과정과답 ) : 외부은하를관측하여그림과같은수소선과폭이 좁은 [NⅡ] 선들을가진스펙트럼을얻었다. 이은하까지의 거리를 Mpc 단위로구하여풀이과정과함께쓰시오. 또한 수소선폭이넓은이유를설명하고, 이폭이넓은수소선이 형성된영역의크기와가스밀도를 [N Ⅱ] 영역과비교하여 설명하시오. ( 단, 관측자의운동은무시하고, H = 100 kmㆍsㆍmpc 이 다. 를참조하고, 답 은소수점이하에서반올림하시오.) 거리 : Mpc 질량비 (MA / MB ): ( 풀이과정 ) : 지구에서관측을통하여블랙홀을확인할수있는방법 : 풀이과정

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39 [ 그림 ] 은팽창우주의 3 가지유형을나타낸것이 다. 위와같은유형으로우주의팽창과정을설명하기위하 여필요한가정은? 1 우주의등방성 2 우주의이방성 3 우주의이중성 4 우주의비등방성 (1) 표준모형의기본가정을기술하고, 그림의 3 가지모형중 우주의나이가가장많은것을쓰시오. (2) Ω=1 인우주의밀도를허블상수 (H) 의함수로구하시오.

40 - 40 -

41 - 41 -

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<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770>

<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770> 고1 융합 과학 2011년도 1학기 중간고사 대비 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 1 빅뱅 우주론에서 수소와 헬륨 의 형성에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은? 4 서술형 다음 그림은 수소와 헬륨의 동위 원 소의 을 모형으로 나타낸 것이. 우주에서 생성된 수소와 헬륨 의 질량비 는 약 3:1 이. (+)전하를 띠는 양성자와 전기적 중성인 중성자