Elektromagnētiskie viļņi un svārstības

Plānots, ka Latvijā 5G mobilais tīkls strādās, izmantojot 3,5 GHz un 26 GHz frekvences. Cik liels ir šo viļņu garums milimetros? Parādi aprēķinu gaitu!

Skolēniem jāzina, ka decimālajam daudzkārtnim "G" atbilst skaitliskā pakāpes rādītājs 109, bet decimālajam daudzkārtnim "m" atbilst pakāpes rādītājs 10-3.

Viļņa garumu var aprēķināt no formulas \(\lambda=cT=\frac{c}{f}\), kur \(c\) – elektromagnētisko viļņu ātrums vakuumā, \(T\) – periods, \(f\) – frekvence.

Aprēķini:

\(f_{1}=3,5\space\mathrm{ GHz}=3,5\cdot10^9 \space {\mathrm{Hz}}\\ f_{2}=26 \space \mathrm{GHz}=26\cdot10^9 \space \mathrm{Hz}\\ c=3\cdot10^8 \space \mathrm{m/s}\)

\(\lambda_{1}-? \lambda_{2}-?\)

\(\lambda=cT=\frac{c}{f}\\ \lambda_{1}=\frac{3\cdot10^8}{3,5\cdot10^9}=0.0857\space \mathrm{m}=85.7\space \mathrm{mm}\\ \lambda_{2}=\frac{3\cdot10^8}{26\cdot10^9}=0.0115\space \mathrm{m}=11.5 \space \mathrm{mm} \)

Atbilde: Elektromagnētisko viļņu garumi ir 86 mm un 12 mm.

Uzdevuma izpilde eksāmenā - 34%

Vērtēšanas kritēriji

Uzraksta formulu viļņa garuma saistībai ar svārstību frekvenci - 1 punkts

PIeraksta gaismas ātruma skaitlisko vērtību, izsaka gigahercus hercos - 1 punkts

Aprēķina gaismas viļņa garumu abos gadījumos un izsaka milimetros - 1 punkts

Piezīme: Tā kā uzdevumā doti lielumi ir ar diviem zīmīgajiem cipariem, tad der arī atbildes 86 mm un 12 mm.

Skolēnu risinājumu un to vērtējumu piemēri

1. piemērs: risinājums novērtēts ar 3 punktiem

Image

2. piemērs: risinājums novērtēts ar 3 punktiem

Image

3. piemērs: risinājums novērtēs ar 2 punktiem (pieļauta kļūda aprēķinos, skaitliskā atbilde nav pareiza)

Image