Физика-11кл-Касьянов-2002-ГДЗ (991547), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Фронт волны – это поверхность постоянной фазы индукции магнитного поля и напряженности электрического поля.Луч – это линия, вектор касательной к которой в каждый моментвремени направлен в сторону распространения волны перпендикулярно ее фронту.69ЗАДАЧИ№ 1.Дано:Решение:8v = 100 МГц = 10 Гцc = 3 ⋅108 м/сλ –?c 3 ⋅108 м/с== 3 м.ν108 ГцОтвет: λ = 3 м.№ 2.Дано:λ = 300 мλ=Решение:L = 100 мкГн = 10 −4 ГнС–?1ω==LC=2πcLλ 2⇒C =λ4π 2 c 210 −4 Гн ⋅ 9000 Ом 24 ⋅ (3,14) 2 ⋅ 9 ⋅1016 м 2 / с 2= 2, 5 нФОтвет: С = 2,5 нФ.№ 3.Дано:С1 = 10–8 Ф;С2 = 4 ⋅ 10–8 Ф;L=1 мкГн=10–6 Гнλ1; λ2 – ?Решение:ω=1LC=2πc⇒ λ = 2πc LC ;λλ1 = 2 ⋅ 3,14 ⋅ 3 ⋅108 м/с 10 −8Ф ⋅10 −6 Гн = 188, 5 мλ 2 = 2 ⋅ 3,14 ⋅ 3 ⋅108 м/с 4 ⋅10 −8 Ф ⋅10 −6 Гн = 377 м.Ответ: λ1= 188,5 м; λ2 = 377 м.№ 4.Дано:Е0 = 1 кВ/см = 105 В/м;ν = 600 ТГцЕ–?Решение:E = E0 sin(ω(t − x / c)) – уравнение бегущей гармонической волны для напряженности.ω = 2πv = 3, 77 ⋅1015 Гц.Тогда E = 10 5sin(3,77 ⋅1015t − 1,26 ⋅10 7 x) В/м.Ответ: E = 10 5sin(3,77 ⋅1015t − 1,26 ⋅10 7 x ) В/м.70№ 5.Дано:Е = 100 sin π(6 ⋅ 104t ++ 2 ⋅ 106 xE0; ν; Т; λ; v – ?Решение:E0 = 100 В/м.v=ω= 3 ⋅1014 Гц.2πT = 1 / v = 3, 3 ⋅10 −15 с.λ = с / v = 1 /(2 ⋅10 6 ⋅ 2π) = 1 мкмν = λv = 3 ⋅108 м/с.Ответ: E0 = 100 В/м; ν = 3 ⋅ 1014; Т = 3,3 ⋅ 10–15 с; λ = 1 мкм;v = 3 ⋅ 108 м/с.§ 49.
Энергия, переносимаяэлектромагнитными волнамиОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Поток энергии электромагнитной волны – это энергия электромагнитного излучения, которое проходит сквозь поверхность площадью S в единицу времени.Плотность потока энергии электромагнитной волны – это мощностьэлектромагнитного излучения, которое проходит через единицуплощади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны.2.Перенос средней мощности электромагнитной волной характеризуется интенсивностью электромагнитной волны.3.Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна квадрату амплитуды напряженности электрическогополя.4.Интенсивность электромагнитной волны обратно пропорциональнаквадрату расстояния до источника.
Напряженность электрическогополя обратно пропорциональна расстоянию до источника.5. Интенсивность гармонической электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени ее частоты. Так как излучение электромагнитных волн больших частот требует меньшей мощности передатчика, то оно энергетически более выгодно.71§ 50. Давление и импульс электромагнитныхволнОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Электромагнитная волна переносит не только энергию, но и импульс электромагнитного поля. На электрически заряженные частицы вещества действуют электрическое и магнитное поле волны.2.Давление электромагнитной волны прямо пропорционально ее интенсивности.3.2 I 2 ⋅1, 4 ⋅10 3p=== 9, 4 мкПа .c3 ⋅1084.Изменение импульса за промежуток времени ∆t:∆p = 2p;FА = ∆p / ∆t = 2p / ∆t;P = IS∆t / c.5.Импульс электромагнитной волны прямо пропорционален переносимой ею энергии.§ 51. Спектр электромагнитных волнОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Потому что не везде можно проложить провода.2.
Волны звуковых частот, от 0 до 2 ⋅ 104 Гц, λ = 1,5 ⋅ 104÷∞ м.Радиоволны, 2 ⋅ 104 – 109 Гц, λ = 0,3 – 1,5 ⋅ 104м.СВЧ излучение, 109 – 3 ⋅ 1011 Гц, λ = 1мм – 0,3 м.Инфракрасное излучение, 3 ⋅ 1011 – 3,85 ⋅ 1014 Гц, λ = 780 нм – 1мм.Видимый свет, 3,85 ⋅ 1014 – 7,89 ⋅ 1014 Гц, λ = 380 – 780 нм.Ультрафиолетовое излучение, 8 ⋅ 1014 – 3 ⋅ 1016 Гц, λ = 10 – 380нм.Рентгеновское излучение, 3 ⋅ 1016 – 3 ⋅ 1020 Гц, λ = 10 –12 – 10 –8 м.γ-излучение, ν > 3 ⋅ 1020 Гц, λ < 10-12 м.3.
Волны звуковых частот – переменный ток соответствующей частоты.Радиоволны – переменный ток.72СВЧ излучение – изменение скорости вращения молекул веществаили направления спина валентного электрона атома.Инфракрасное излучение – вращение и колебание молекул вещества.4. Источником видимого света являются валентные электроны в молекулах и атомах, которые изменяют свое положение в пространстве и движущиеся ускоренно свободные заряды.Красный — λ: 780 – 620 нм.Оранжевый — 620 – 590нм.Желтый — 590 – 560 нм.Зеленый — 560 – 500 нм.Голубой — 500 – 480 нм.Синий — 480 – 450 нм.Фиолетовый — 450 – 380 нм.Свет помогает получать информацию об окружающем мире, чемспособствует выживанию человека и всего живого.
Излучение оказывает воздействие на сетчатку, вызывая ощущение цвета. Видимыйсвет влияет на фотосинтез.5. Ультрафиолетовое излучение – ускоренно движущиеся свободные заряды и валентные электроны молекул и атомов. В малых дозах полезен организму, обладает бактерицидным действием.Рентгеновское излучение – ускоренно движущиеся свободные электроны, изменение состояния электронов внутренних оболочек молекул или атомов. Высокая проникающая способность, применяетсяпри изучении структуры молекул, в медицине.γ-излучение – ускоренно движущиеся свободные заряды, изменениеэнергетического состояния атомного ядра.
Очень большая проникающая способность. Используется при изучении Вселенной.§ 52. Радио- и СВЧ-волны в средствах связиОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Радиосвязь – это передача и прием информации с помощью распространяющихся в пространстве без проводов радиоволн. Для осуществления радиосвязи необходимы радиопередатчик и радиоприемник, иногда используют ретранслятор.2.Различают несколько видов радиосвязи:радиотелеграфная (передача алфавита азбукой Морзе);радиотелефонная и радиовещание;телевидение; радиолокация.73Их различают по типу кодирования передаваемого сигнала (модуляции).3.Радиотелеграфная связь, λ =103 – 104 м, v = 105 Гц – длинные волны,λ =102 – 103, v = 106 — средние волны.Радиотелефонная и радиовещание, λ = 10 – 102, v = 107, короткиеволны.Телевидение, λ = 1 – 10м, v = 108 Гц – УКВ метрового диапазона,λ = 10-1 – 1м, v = 109 Гц – УКВ дециметрового диапазона.Радиолокация, λ = 10-3 – 10-1 м, v = 1010 – 1011Гц – УКВ сантиметрового и миллиметрового диапазона.4.Радиотелеграфная связь осуществляется с помощью передачи алфавита азбукой Морзе (сочетание точек и тире).5.Радиолокация – нахождение объектов и определение их координатпри помощи отражения радиоволн.
Она применяется для нахождения кораблей, самолетов, скопления облаков, в космических исследованиях, для локации планет.§ 53. Радиотелефонная связь, радиовещаниеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ:1. Радиовещание – это передача в эфир музыки, речи, звуковых эффектов с помощью звуковых волн, а радиотелефонная связь – только для приема конкретным абонентам.2. Амплитудная модуляция – это изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звуковогосигнала.В схему передатчика колебаний добавлена антенна, которая связанас катушкой индуктивности.3. При появлении в цепи микрофона звукового сигнала на вторичной обмотке возникает напряжение, которое приводит к изменениюамплитуды силы тока.
Амплитуда колебаний изменяется по гармоническому закону. Амплитудно-модулированный сигнал мы можемрассматривать как сумму трех сигналов.Чем больше частота, тем большее количество независимых радиостанций можно разместить в данном диапазоне частот.4. Радиоволны вызывают в антенне приемника вынужденные колебания электронов.74Чтобы выделить сигнал одной радиостанции служит колебательныйконтур с конденсатором переменной емкости. Изменяют электроемкость и узнают частоту радиостанции.Демодуляция осуществляется в два этапа: сначала колебания выпрямляют, а потом выделяют низкочастотную огибающую высокочастотных импульсов.5.
Частотная модуляция – это изменение частоты колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала:ω = ω0 + ∆ω cos Ωt.Помехи не влияют на частотномодулированный сигнал755Геометрическая оптика§ 54. Принцип ГюйгенсаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. В каждой точке фронта волны возникает сжатие, что приводит кувеличению сил отталкивания между ними. Это возмущение передается дальше.2. Фронт механической волны – это совокупность точек, которыеколеблются в одинаковой фазе.3. Каждая точка волны является источником вторичных волн, которые распространяются со скоростью распространения волны в средево все стороны.Вторичные механические волны – это результат передачи соседнимточкам среды возмущения.
Вторичные электромагнитные волны –это результат магнитоэлектрической и электромагнитной индукции.4. Фронт волны точечного источника – сфера. Вторичные волныраспространяются от каждой точки волнового фронта.Во всех точках фронта волны амплитуда одинакова.5. Положение фронта плоской волны в определенный момент времени однозначно определяется лучом, который перпендикуляренплоскости фронта. Положение фронта сферической волны в определенный момент времени однозначно определяется двумя лучами,которые выходят из точечного источника.§ 55.
Отражение волнОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Угол падения волны – это угол между перпендикуляром к границераздела двух сред в точке падения и падающим лучом.Угол отражения волны – это угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности.2. Угол падения равен углу отражения. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости.76Падающая под углом волна достигает разных точек границы раздела в разные моменты времени.
Когда волна достигает какой-то точки, эта точка становится источником вторичных волн. Фронт отраженной волны – это плоская поверхность, касательная к сферическим фронтам вторичных волн.3. Если пустить падающий луч по пути отраженного, то он отразится в направлении падающего.4.Огибающей поверхностью сферических волн является сфера. Фронтотраженной от плоского зеркала волны является сферическим, также, как и фронт падающей волны.5.Мнимым изображением называется изображение предмета, котороевозникает при пересечении продолжений расходящегося пучка лучей. Оно строится в плоском зеркале в симметричной точке относительно зеркала, даже когда зеркало имеет конечные размеры, и изображение можно наблюдать только в конечной области. Волновойфронт точечного источника – это сфера, огибающей поверхностьювторичных волн тоже является сфера.
Фронт отраженной волны, каки падающей – сфера. Центр отраженной сферической волны лежитза зеркалом и воспринимается как мнимое изображение источника.ЗАДАЧИ№ 1.Решение:Дано:Так как угол падения равен углу отражения, тоβ = 90β = 2α ⇒α = 45°α–?Ответ: α = 45°№ 2.Дано:β, αγ–?Ответ: γ = 2β.№ 3.Дано:Нh–?Решение:Так как угол падения равен углу отражения, то2(α + β) = 2α + γ ⇒ γ = 2βРешение:Н2 αh 1 α∆1 = ∆2 (по трем углам) ⇒ h =(Н – h) ⇒ h = Н/2Ответ: h = Н/2.77№ 4.Дано:Н = 1,8 м;α = 30°d–?Решение:d = H / tg α = 1,8 / tg 30° == 3,1 м.Ответ: d = 3,1 м.Hααd§ 56.
Преломление волнОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Преломление – это изменение при прохождении из одной среды вдругую направления распространения волны.Угол преломления – это угол между преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела, который восстановлен в точке падения.2. Отношение синусов угла падения и угла преломления есть постоянная для данных двух сред величина, равная отношению скоростейсвета в этих средах. Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к границе двух сред, лежатв одной плоскости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
