Untuk meletakkan satu kegunaan dalam rantau spektrum, tetapkan dahulu susunan rantau, kemudian tanya sifat rantau manakah yang membolehkan kegunaan itu. Rantau, daripada frekuensi terendah ke tertinggi, ialah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya nampak, ultraungu, sinar-X dan sinar gama.
Kemahiran ini muncul dalam spektrum elektromagnet dan bunyi apabila soalan memberi kegunaan, panjang gelombang atau frekuensi dan meminta anda menamakan rantau, atau sebaliknya.
Bagaimanakah spektrum disusun?
Semua gelombang ini melintang dan bergerak pada 3.0 × 10⁸ m/s dalam ruang hampa. Mereka berbeza pada frekuensi dan panjang gelombang. Dari radio ke gama, frekuensi bertambah dan panjang gelombang berkurang, kerana laju = frekuensi × panjang gelombang kekal tetap.
Berikut peta ringkas. Kegunaan ialah contoh biasa, dan sukatan anda mungkin menamakan yang lain.
| Rantau | Panjang gelombang | Contoh kegunaan |
|---|---|---|
| Radio | paling panjang | penyiaran, perhubungan dengan kapal terbang |
| Gelombang mikro | panjang | isyarat satelit, telefon bimbit, ketuhar |
| Inframerah | lebih pendek | alat kawalan jauh, pengimejan haba, pemanas |
| Cahaya nampak | pendek | penglihatan, fotografi, gentian optik |
| Ultraungu | lebih pendek lagi | tanda keselamatan, pensterilan air |
| Sinar-X | sangat pendek | pengimejan perubatan, imbasan bagasi |
| Sinar gama | paling pendek | pensterilan peralatan, rawatan kanser |
Bagaimanakah saya mengaitkan kegunaan dengan rantau?
Tanya apa yang diperlukan oleh kegunaan itu. Alat kawalan jauh memerlukan alur yang tidak kelihatan dan boleh dihidupkan serta dimatikan dengan cepat, yang sesuai dengan inframerah. Ketuhar memerlukan sinaran yang diserap kuat oleh air dalam makanan, yang sesuai dengan gelombang mikro.
Pengimejan sinar-X memerlukan gelombang yang menembusi tisu lembut tetapi diserap lebih banyak oleh tulang. Penyiaran radio memerlukan gelombang panjang yang menyebar mengelilingi bukit dan bangunan. Sebab yang dikaitkan dengan satu sifat mendapat markah; menamakan rantau sahaja tidak.
Contoh berlangkah
Satu isyarat mempunyai panjang gelombang 0.12 m dan bergerak pada 3.0 × 10⁸ m/s. (Data contoh rekaan.) Namakan rantaunya dan berikan satu kegunaan.
Langkah 1, pilih persamaan: laju = frekuensi × panjang gelombang, jadi frekuensi = laju ÷ panjang gelombang.
Langkah 2, kira: f = 3.0 × 10⁸ ÷ 0.12 = 2.5 × 10⁹ Hz.
Langkah 3, semak: 2.5 × 10⁹ × 0.12 = 3.0 × 10⁸, sepadan dengan lajunya.
Langkah 4, letakkan: frekuensi beberapa gigahertz dan panjang gelombang kira-kira sepuluh sentimeter tergolong dalam rantau gelombang mikro. Satu kegunaan ialah memasak makanan, kerana molekul air menyerap gelombang ini dan makanan menjadi panas.
Kesilapan yang perlu diperhatikan
Kesilapan lazim ialah memilih kegunaan berdasarkan kebiasaan. Seorang pelajar ditanya gelombang yang sesuai untuk alat kawalan jauh televisyen lalu menulis “sinar-X, kerana ia kuat”.
Jawapan yang salah: Sinar-X.
Kekuatan bukan sifat yang penting, dan sinar-X tidak sesuai untuk kawalan di rumah.
Pembetulannya ialah bermula daripada keperluan: alur tidak berbahaya, tidak kelihatan dan tidak menembusi dinding. Itu menuju kepada inframerah. Tulis sifat dahulu, kemudian rantau.
Semak diri
1. Susun mengikut frekuensi yang bertambah: ultraungu, radio, gama, inframerah.
Lihat jawapan
Radio, inframerah, ultraungu, gama. Radio mempunyai frekuensi terendah dan gama tertinggi.
2. Satu gelombang mempunyai frekuensi 3.0 × 10⁹ Hz. Cari panjang gelombangnya dalam udara, dengan 3.0 × 10⁸ m/s.
Lihat jawapan
λ = 3.0 × 10⁸ ÷ 3.0 × 10⁹ = 0.10 m. Semak: 3.0 × 10⁹ × 0.10 = 3.0 × 10⁸. Ini berada dalam rantau gelombang mikro.
3. Berikan satu kegunaan sinar gama dan sifat yang membolehkannya.
Lihat jawapan
Mensterilkan peralatan perubatan. Sinar gama membawa banyak tenaga dan menembusi pembungkusan, jadi ia boleh membunuh mikrob tanpa membuka bungkusan yang tertutup.
Ke mana pelajaran ini menuju seterusnya
Rantau yang sama muncul semula dalam menerangkan pertimbangan keselamatan tanpa dramatik, apabila sifat yang memberi kegunaan juga menerangkan bahaya. Set latihan spektrum elektromagnet dan bunyi mencampurkan kelima-lima pelajaran.
Ramai pelajar boleh menyebut senarai rantau tetapi terhenti apabila diberi kegunaan yang asing. Guru kami akan terus bertanya “apa yang diperlukan oleh kegunaan ini?” sehingga cara berfikir itu menjadi kebiasaan, dalam tuisyen Physics dalam talian satu dengan satu.