Задачи на электромагнитные волны с решением

Содержание:

31 октября 2023
5 минут
79 602

Успех в решении физических задач зависит не только от способностей в физике, но и от того, как часто вы решаете задачи. Сегодня в нашей регулярной рубрике «Физика для чайников» решаем задачи на электромагнитные волны.

Подпишитесь на нас в телеграме, там есть много полезного для всех учащихся, и так вы не пропустите ничего важного. А тем, кто хочет получить скидку на наши услуги, обязательно стоит заглянуть на наш второй канал с акциями и приятными бонусами.

Электромагнитные волны: решение задач

Сначала скажем, что решение задач по любой теме начинается с повторения теории. А если что-то не получается, помните: не нужно брать задачу «с наскока». Лучше почитайте общую памятку по решению физических задач, держите под рукой полезные формулы, и решение обязательно придет (если подумать).

Задача №1 на электромагнитные волны

Условие

Радиостанция работает на частоте 12 МГц. Какова длина излучаемых радиоволн?

Решение

Длина волны и частота и период связаны соотношениями:

$ϑ = \frac{с}{λ}; λ = \frac{с}{ϑ} = с T$

В соответствии с этим, рассчитаем:

$λ = \frac{3 \cdot 10^{8}}{12 \cdot 10^{6}} = 25 м$

Ответ: 25 м.

Задача №2 на электромагнитные волны

Условие

Электромагнитная волна с Земли долетает до Марса за 3 минуты и 6 секунд. Каково расстояние до Марса?

Решение

Зная скорость света (скорость электромагнитной волны) и время, вычислим расстояние по простейшей формуле из механики:

$S = c t S = 3 \cdot 10^{8} \cdot 186 = 56 \cdot 10^{6} к м$

Не забываем переводить значения в систему СИ. 3 минуты =180 секунд.

Ответ: 56 миллионов километров.

Задача №3 на электромагнитные волны

Условие

На каком расстоянии s от антенны радиолокатора А находится объект, если отражённый от него радиосигнал возвратился обратно через промежуток времени τ = 200 мкс?

Задача №3 на электромагнитные волны

Решение

За время τ сигнал проходит путь 2s (до объекта, и обратно):

$2 s = c τ s = \frac{c τ}{2}$

Подставим значения, и найдем ответ:

$s = \frac{3 \cdot 10^{8} \cdot 200 \cdot 10^{- 6}}{2} = 30 \cdot 10^{3} м = 30 к м$

Ответ: 30 км.

Задача №4 на электромагнитные волны

Условие

Определить длину электромагнитных волн в воздухе, излучаемых колебательным контуром с емкостью 3 нФ и индуктивностью 0,012 Гн. Активное сопротивление контура принять равным нулю.

Решение

Применим формулу для периода колебаний колебательного контура:

$T = 2 π \sqrt{L C}$

А теперь вспомним, как длина волны связана с периодом колебаний:

$λ = с T$

Отсюда:

$λ = 2 π с \sqrt{L C}$

$λ = 2 \cdot 3, 14 \cdot 3 \cdot 10^{8} \cdot \sqrt{0, 012 \cdot 3 \cdot 10^{- 9}} = 11, 304 \cdot 10^{3} м$

Ответ: 11304 м.

Задача №5 на электромагнитные волны

Условие

В каком диапазоне длин волн может работать приёмник, если ёмкость конденсатора в его колебательном контуре плавно изменяется от C1 = 50 пФ до С2 = 500 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна L = 20 мкГн?

Решение

Длина волны, которую воспринимает радиоприемник, равна:

$λ = 2 π с \sqrt{L C}$

Соответственно, чтобы узнать диапазон, нужно найти максимальную и минимальную длины волн, соответствующие минимальной и максимальной емкостям конденсатора:

$λ_{1} = 2 π с \sqrt{L C_{1}} = 2 \cdot 3, 14 \cdot 3 \cdot 10^{8} \cdot \sqrt{50 \cdot 10^{- 12} \cdot 20 \cdot 10^{- 6}} = 60 м λ_{2} = 2 π с \sqrt{L C_{2}} = 2 \cdot 3, 14 \cdot 3 \cdot 10^{8} \cdot \sqrt{500 \cdot 10^{- 12} \cdot 20 \cdot 10^{- 6}} = 188 м$

Приемник работает в диапазоне ультракоротких радиоволн (УКВ).

Ответ: от 60 до 188 м.

Вопросы на тему «Электромагнитные волны»

Вопрос 1. Что такое электромагнитная волна?

Ответ. Электромагнитная волна – это распространяющееся в пространсте возмущение (изменение) электромагнитного поля. Другими словами:

Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, которые распространяются в пространстве с конечной скоростью.

Вопросы на тему «Электромагнитные волны»

Вопрос 2. Можно ли увидеть электромагнитную волну?

Ответ. Да, можно. Ведь видимый человеческим глазом свет представляет собой ни что иное, как электромагнитные волны опрделенного диапазона (от 400 до 760 нанометров).

Вопрос 3. Какова скорость электромагнитных волн в вакууме?

Ответ. Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скоростью с=300 000 км/с. Это фундаментальная физическая постоянная.

В других прозрачных средах скорость света будет меньше.

Вопрос 4. Какие бывают электромагнитные волны?

Ответ. В зависимости от диапазона длин волн, электромагнитное излучение делится на:

радиоволны;
оптическое излучение;
ионизирующее электромагнитное излучение.

Вопрос 5. Какие волны самые опасные для здоровья человека?

Ответ. Гамма-излучение, рентгеновские лучи, УФ-излучение.

Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в специальный сервис для учащихся в любое время.

Мы поможем сдать на отлично и без пересдач

Смотреть все услуги

Автор: Иван

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.