Lai pārbaudītu, vai banknotes nav viltotas, izmanto ultravioletā starojuma avotu, kura jauda ir 4 W un gaismas viļņa garums 312 nm! Aprēķini, cik fotonu gaismas avots rada vienā sekundē!
Uzdevumu atrisinājums pieejams video formātā un rakstiski.
Starojuma avota jauda ir vienāda ar enerģiju, kas tiek izstarota laika vienībā:
\(P = {E\over t} \implies E=Pt=4\cdot1=4\:\mathrm{J}\) vienā sekundē izstarotā enerģija
\(E_0=hf=\frac{hc}{\lambda}=\frac{6,63\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^8}{312\cdot10^{-9}}=6,38\cdot10^{-19}\:\mathrm{J}\) viena fotona enerģija
\(N= { E\over E_0}={4\over6,38\cdot10^{-19}}\approx6,3\cdot10^{18}\:\)fotoni tiek izstaroti vienā sekundē
Uzdevumu var atrisināt, arī nerēķinot atsevišķā fotona enerģiju:
\(N = {E\over E_0}= {Pt\over{hf}}={Pt\lambda\over{hc}}={4\cdot1\cdot312\cdot10^{-9}\over{6,63\cdot10^{-34}\cdot}3\cdot10^8}\approx6,3\cdot10^{18}\) fotoni tiek izstaroti vienā sekundē
Uzdevuma izpilde eksāmenā - 14%.
Vērtēšanas kritēriji
Šo uzdevumu vērtē līmeņos:
zina vai atrod formulu lapā aprēķina izteiksmes, konstanšu skaitliskās vērtības, izsaka lielumus pamatvienībās un veic aprēķinus, iegūstot pareizu rezultātu – 3 punkti;
pieļauj vienu kļūdu, piemēram, neizsaka nanometrus metros – 2 punkti;
pieļauj divas kļūdas, piemēram, sajauc frekvenci ar viļņa garumu un jaudu ar enerģiju – 1 punkts;
pieļauj trīs vai vairāk kļūdas – 0 punkti.
Skolēnu risinājumu un to vērtējumu piemēri
1. piemērs: risinājums novērtēts ar 3 punktiem.
2. piemērs: risinājums novērtēts ar 2 punktiem.
3. piemērs: risinājumā tika pieļautas divas kļūdas. Pirmajā darbībā frekvences vērtībai jābūt \(9,6\cdot10^{14}\)Hz. Pēdējā darbībā, jaudu dalot ar enerģiju, rezultātam jābūt ar mērvienību s-1 (skaitītājā bija jābūt reizinājumam Pt). Risinājums novērtēts ar 1 punktu.
4. piemērs: risinājums novērtēts ar 1 punktu (par izpratni par fotona enerģiju un jaudas saistību ar enerģiju)
5. piemērs: risinājumā netiek demonstrēta izpratne par uzdevuma būtību un pamatjēdzieniem, tas novērtēts ar 0 punktiem.
