Wiązka zadań
Telefony GSM
Zadanie
Najpopularniejsze dziś telefony komórkowe GSM 1900 emitują promieniowanie (jak sama nazwa wskazuje) o częstotliwości 1900 MHz. Natomiast kuchenki mikrofalowe wykorzystują fale o częstotliwości 2450 MHz. Poniżej przedstawiono zakresy długości fal poszczególnych pasm fal elektromagnetycznych.
| Pasmo | Długość fali |
| Fale radiowe | powyżej1 m |
| Mikrofale | od 1 m do 10-3 m |
| Podczerwień | od 10-3 m do 78∙10-8m |
| Światło widzialne | od 78∙10-8 m do 38∙10-8 m |
| Ultrafiolet | od 38∙10-8 m do 10-8m |
| Promieniowanie rentgenowskie | od 10-8 m do 5∙10-9 m |
Korzystając z powyższych danych można stwierdzić, że telefony GSM 1900 emitują fale o długości
`square` A. 160 m.
`square` B. 16 cm.
`square` C. 1,6 mm.
`square` D. 1,6 µm.
Poprawna odpowiedź
B
Wymaganie ogólne
1 Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych.
4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).
Wymaganie szczegółowe
6.4. Ruch drgający i fale. Uczeń posługuje się pojęciami: amplitudy, okresu i częstotliwości, prędkości i długości fali do opisu fal harmonicznych oraz stosuje do obliczeń związki między tymi wielkościami
7.11. Fale elektromagnetyczne i optyka. Uczeń podaje przybliżoną wartość prędkości światła w próżni/ wskazuje prędkość światła jako maksymalną prędkość przepływu informacji
Komentarz
Podstawy programowa z fizyki w gimnazjum narzuca znajomość tylko jednej wartości liczbowej. Jest nią prędkość światła. Jednocześnie jednym z wymagań szczegółowych jest znajomość faktu, iż iloczyn długości fali i jej częstotliwości jest prędkością fali.
Korzystając z tych dwóch źródeł wiedzy uczeń powinien rozwiązać zadanie bez pomocy tabeli. Skoro bowiem długość fali (nieznana) pomnożona przez jej częstotliwość ma dać prędkość fali (w tym wypadku jest ona tożsama z prędkością światła), to długość fali można obliczyć jako iloraz prędkości światła i podanej częstotliwości. Należy przy tym uważać na liczbę zer, gdyż łatwo tu o pomyłkę. Trzeba też wiedzieć, że megaherc to milion herców czyli milion drgań na sekundę. W zasadzie należy poprawnie oszacować wyłącznie rząd wielkości wyniku, gdyż podane wartości różnią się wyłącznie rzędem wielkości.
Dodatkowe informacje podane w tekście oraz w tabeli mogą pomóc uczniowi w odnalezieniu poprawnej odpowiedzi lub jej weryfikacji jeżeli ma problemy z wykonaniem obliczeń lub nie jest pewien wzoru. Skoro bowiem częstotliwość fal telefonu jest tylko nieco mniejsza od częstotliwości fal z kuchenki mikrofalowej, to jej długość powinna być tylko nieco większa od długości fali z tej kuchenki.
Ta zaś – jak sama nazwa podpowiada – musi należeć do zakresu mikrofal. Z tabeli możemy odczytać, że są to fale o długościach od milimetra do metra. Taka analiza kieruje od razu podejrzenie na wartość 16 cm. Wprawdzie fala 1,6 mm również należy do zakresu mikrofal, ale gdyby była to odpowiedź poprawna, to fale w kuchenkach musiałby mieć długość rzędu 1,24 mm, a więc na pograniczu mikrofal i podczerwieni.
Gdyby uczniowie choć w niewielkim stopniu korzystali z podpowiedzi – odpowiedź D powinna być wybierana bardzo rzadko, A i C nieco częściej, a B najczęściej.
Wyniki badania przeprowadzonego wśród absolwentów gimnazjów wykazały jednak całkowite zagubienie wśród uczniów. Wprawdzie faktycznie odpowiedzi A i C były wybierane bardzo często (odpowiednio 40% i 30%) to jednak poprawną odpowiedź wybrało zaledwie 16% badanych uczniów, niewiele więcej niż odpowiedź D (11%).
Zadanie jest jak widać trudne, nadaje się wyłącznie na lekcję pod nadzorem nauczyciela.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
