모범답안 및 해설

1-1>

G 형성 ⇒ E 형성(퇴적) ⇒ 습곡작용 ⇒ F 형성(관입) ⇒ 부정합(융기, 침식, 침강) ⇒ C 형성(퇴적) ⇒ B 형성(퇴적) ⇒ A 형성(퇴적) ⇒ D 형성(관입) ⇒ H 정단층작용

1-2>

육성층일 경우: 공룡 화석(시조새 화석)

해성층일 경우: 암모나이트 화석

지층A, B, C는 관입암 D와 F사이에 형성된 것이므로 시기상 쥐라기, 백악기 지층에 해당한다.

1-3>

지층 누중의 원리 : 지층이 역전되지 않았을 경우, 하부의 지층이 상부의 지층에 비해 오래 전에 형성되었다는 원리.

관입(절단)의 원리 : 관입(절단)한 암석이 관입(절단)당한 암석보다 나중에 형성되었다는 원리.

부정합의 원리: 하부층의 형성 이후, 지각 변동의 영향을 받아 융기하였다가 침식을 받은 후 다시 침강하여 그 위에 새로운 지층이 쌓이면 인접한 상하지층임에도 불구하고 큰 시간적 간격을 가진다는 원리. 이 두 지층간의 관계를 부정합이라고 한다.

2-1>

(a)세페이드변광성 : 세페이드 변광성의 경우 광도 변화의 주기를 알면 잘 알려진 세페이드 변광성의 주기-광도 관계를 이용하여 별의 절대등급을 알 수 있다. 따라서 광도 변화의 주기와 겉보기등급을 측정한 뒤, 거리지수 공식([eqn: m-M=-5+5log`r])을 이용하면 세페이드 변광성의 거리를 측정할 수 있다.

(채점 포인트: 광도 변화 주기, 겉보기등급)

(b)거문고자리RR형 변광성 : 거문고자리RR형 변광성은 광도 변화의 주기에 관계없이 절대등급이 0.5로 일정하므로, 겉보기등급만을 측정하여도 거리지수 공식([eqn: m-M=-5+5log`r])을 활용하여 거리를 구할 수 있다.

(채점 포인트: 절대등급 0.5로 일정, 겉보기등급)

2-2>

- 거리지수의 관계식인 [eqn: m-M=-5+5log`r] 의 식을 이용하여 거리 r(pc)을 측정할 수 있다. [eqn: 12.9-0.5=-5+5logr]  이 되므로, r값은 3020(pc)이고, 이는 9845.2광년이므로 소수점 첫째자리에서 반올림하면 약 9845광년이 된다. (1pc=3.26 광년)

3-1>

태양의 표면 온도(Ts)는 태양 상수와 태양-지구간 거리에 의해 계산이 가능하다. 지구와 태양의 거리를 반지름으로 생각하는 커다란 구를 가정하면, 구를 통해 통과하는 복사에너지는 태양 표면에서 방출하는 복사에너지와 동일하다.

S × 4π × d 2 = I × 4π × Rs 2

이 되고 결국 스테판-볼쯔만의 법칙에 따라 I = [eqn: sigma]T4를 대입하여 Ts에 대하여 정리하면 태양의 표면 온도(Ts) = [eqn: ( S over sigma )^1/4 ( d over R )^1/2] 로 유도된다.

3-2>

지구의 복사 평형 온도는 태양 복사 에너지를 통해 지구에 흡수되는 총 에너지와 지구가 우주로 방출하는 총 에너지는 평형을 이룬다는 가정하에 태양 복사 에너지가 들어오는 양은 태양 상수로, 지구가 우주로 방출하는 복사 에너지는 스테판 볼쯔만의 법칙으로 계산할 수 있다.

지구에 도달하는 태양복사 에너지  S × π × Re 2

지구가 방출하는 지구 복사 에너지는  I × 4π × Re 2

S × π × Re 2 =  [eqn: sigma]Te4 × 4π × Re 2

지구의 복사평형온도(Te)= [eqn: ( S over 4sigma )^1/4]로 유도됨.

3-3>

-1) 대기의 온실 효과가 존재하면 지구의 지표면으로 들어오는 지구 복사 에너지를 증가 시키고

-2) 이에 따라 실제 지구의 지표 온도가 증가하게 되어

-3) 최종적으로 스테판 볼쯔만 법칙에 의해 지구 복사량을 증가시키게 되므로 온실 효과 및 지구 온난화가 진행된다.

-따라서 증가하는 물리량은 ㄷ,ㅇ 이다.

4-1>

지형류는 수압 경도력과 전향력이 평형을 이루게 될 때 발생하는 해수의 흐름으로, 그림에서 수압경도력은 C방향으로 작용하므로, 크기는 같고 방향은 반대인 전향력은 A방향으로 작용해야 두 힘이 평형 상태가 되어 지형류가 만들어 진다.따라서 해수의 진행 방향의 오른쪽 직각 방향이 전향력이 되는 방향인 B가 지형류의 방향이 된다.

(정답) A: 전향력

B: 지형류의 방향

C: 수압 경도력 으로 지형류 설명

4-2>

수압 경도력과 전향력이 서로 평형을 이룬다는 식에서 계산됨.

수압 경도력=[eqn: {TRIANGLE P} over {TRIANGLE H}], 전향력= 2[eqn: rho _w v omegasin phi] 이므로

[eqn: {TRIANGLE P} over {TRIANGLE H} =2rho _{w} v omega sin phi] 에서 지형류 [eqn: v] 에 대하여 정리하면

[eqn: v= {TRIANGLE P} over {TRIANGLE H} · {1} over {2 rho _{w} omega sin phi }] 에서  △p=[eqn: rho_w gh] 를 대입하여 정리하면 (여기서 h=1 m 계산 됨)

[eqn: v] = [eqn: {gh} over {TRIANGLE H·2 omega sin`phi}] 이고, 주어진 값을 대입하여 계산하면

속도 [eqn: v]는 약 1.37m/s 의 유속이 계산된다.