Глава 3. § 54. Диапазоны электромагнитных волн — с. 266
§ 54. Вопрос для обсуждения. Что общего у электромагнитных волн различных диапазонов?
Все они — электромагнитные волны одной природы: возникают при ускоренном движении зарядов (колебаниях электрического и магнитного полей), являются поперечными, переносят энергию, в вакууме распространяются с одной и той же скоростью c = 3·10⁸ м/с. У всех диапазонов длина волны и частота связаны формулой λ = c/ν, и все они отражаются, преломляются, обнаруживают интерференцию и дифракцию. Различаются диапазоны только длиной волны (частотой), а значит, способами получения, регистрации и действием на вещество.
§ 54. Упражнение 45.
1. Расположите в порядке увеличения частоты электромагнитные излучения: инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское, видимое.
Чем меньше длина волны, тем больше частота (ν = c/λ). Длины волн: инфракрасное — от 0,1 мм до 780 нм, видимое — 780–380 нм, ультрафиолетовое — 380–10 нм, рентгеновское — 10 нм–5 пм.
Ответ: в порядке увеличения частоты: инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское.
Ответ: в порядке увеличения частоты: инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское.
§ 54. Упражнение 45.
2. Радиостанция вещает на частоте 98,5 МГц. Определите длину волны.
Радиоволна распространяется со скоростью света c = 3·10⁸ м/с. Длина волны λ = c/ν.
ν = 98,5 МГц = 98,5·10⁶ Гц.
λ = 3·10⁸ м/с : (98,5·10⁶ Гц) ≈ 3,05 м.
Ответ: λ ≈ 3,05 м (около 3 м).
ν = 98,5 МГц = 98,5·10⁶ Гц.
λ = 3·10⁸ м/с : (98,5·10⁶ Гц) ≈ 3,05 м.
Ответ: λ ≈ 3,05 м (около 3 м).
§ 54. Упражнение 45.
3. На какой частоте суда передают сигнал бедствия SOS, если по международному соглашению длина радиоволны должна быть 600 м?
Частота связана с длиной волны: ν = c/λ.
ν = 3·10⁸ м/с : 600 м = 5·10⁵ Гц = 500 кГц.
Ответ: ν = 5·10⁵ Гц (500 кГц).
ν = 3·10⁸ м/с : 600 м = 5·10⁵ Гц = 500 кГц.
Ответ: ν = 5·10⁵ Гц (500 кГц).
§ 54. Упражнение 45.
4. Радиосигнал, посланный с Земли на Луну, может отразиться от поверхности Луны и вернуться на Землю. Предложите способ измерения расстояния между Землёй и Луной с помощью радиосигнала.
Указание: задача решается таким же методом, каким измеряется глубина моря с помощью эхолокации (см. § 36).
Указание: задача решается таким же методом, каким измеряется глубина моря с помощью эхолокации (см. § 36).
Радиоволны отражаются от поверхности Луны, как звук от дна при эхолокации. Посылаем с Земли короткий радиоимпульс и по точным часам измеряем время t между его отправкой и приёмом отражённого сигнала. Импульс прошёл путь до Луны и обратно, то есть 2s, со скоростью света c, поэтому 2s = c·t, откуда расстояние до Луны s = c·t/2.
Например, при t ≈ 2,56 с получим s ≈ 3·10⁸ м/с · 2,56 с : 2 ≈ 3,84·10⁸ м.
Ответ: s = c·t/2, где t — время прохождения сигнала туда и обратно.
Например, при t ≈ 2,56 с получим s ≈ 3·10⁸ м/с · 2,56 с : 2 ≈ 3,84·10⁸ м.
Ответ: s = c·t/2, где t — время прохождения сигнала туда и обратно.