10 задач по физике для 11 класса по теме «Электромагнитные волны» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна 3·10⁸ м/с. Определите длину волны радиосигнала, если его частота составляет 100 МГц.
Дано: c = 3·10⁸ м/с; ν = 100 МГц = 10⁸ Гц.
Решение: Длина электромагнитной волны определяется формулой λ = c/ν.
λ = (3·10⁸)/(10⁸) = 3 м.
Ответ: 3 м.
Длина электромагнитной волны составляет 2 м. Скорость её распространения в воздухе считать равной 3·10⁸ м/с. Определите частоту этой волны.
Дано: λ = 2 м; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Частота волны определяется формулой ν = c/λ.
ν = (3·10⁸)/2 = 1,5·10⁸ Гц = 150 МГц.
Ответ: 150 МГц.
Частота электромагнитной волны равна 6·10¹⁴ Гц. Определите период колебаний электрического поля этой волны.
Дано: ν = 6·10¹⁴ Гц.
Решение: Период колебаний связан с частотой формулой T = 1/ν.
T = 1/(6·10¹⁴) = 1,67·10⁻¹⁵ с = 1,67 фс.
Ответ: 1,67 фс.
Радиопередатчик работает на частоте 75 МГц. Определите длину волны излучаемого сигнала. Скорость распространения электромагнитных волн принять равной 3·10⁸ м/с.
Дано: ν = 75 МГц = 75·10⁶ Гц; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Используем формулу λ = c/ν.
λ = (3·10⁸)/(75·10⁶) = 4 м.
Ответ: 4 м.
Радиолокатор излучил электромагнитный импульс и получил отражённый сигнал через 120 мкс. Определите расстояние до объекта, от которого отразился сигнал. Скорость распространения радиоволн равна 3·10⁸ м/с.
Дано: t = 120 мкс = 1,2·10⁻⁴ с; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: За время t сигнал проходит путь до объекта и обратно. Поэтому расстояние до объекта равно половине общего пути: s = ct/2.
s = (3·10⁸ · 1,2·10⁻⁴)/2 = 18000 м.
Ответ: 18000 м.
Электромагнитная волна распространяется в стекле со скоростью 2·10⁸ м/с. Её частота составляет 5·10¹⁴ Гц. Определите длину волны в стекле.
Дано: v = 2·10⁸ м/с; ν = 5·10¹⁴ Гц.
Решение: Длина волны определяется формулой λ = v/ν.
λ = (2·10⁸)/(5·10¹⁴) = 4·10⁻⁷ м.
Переведём в микрометры: 4·10⁻⁷ м = 0,4 мкм.
Ответ: 0,4 мкм.
Радиостанция передаёт сигнал на частоте 100 МГц. Радиоприёмник находится на расстоянии 30 км от передатчика. Определите, сколько периодов электромагнитных колебаний соответствует времени распространения сигнала от передатчика до приёмника. Скорость распространения радиоволн равна 3·10⁸ м/с.
Дано: ν = 100 МГц = 10⁸ Гц; s = 30 км = 3·10⁴ м; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Сначала определим время распространения сигнала: t = s/c.
t = (3·10⁴)/(3·10⁸) = 10⁻⁴ с.
Число периодов N = t/T = tν.
N = 10⁻⁴ · 10⁸ = 10⁴ = 10000.
Ответ: 10000.
В радиолокационной системе используется электромагнитная волна длиной 15 см. Импульс отражается от самолёта, находящегося на расстоянии 45 км от радара. Определите число колебаний волны за время прохождения сигнала до самолёта и обратно. Скорость радиоволн равна 3·10⁸ м/с.
Дано: λ = 15 см = 0,15 м; s = 45 км = 45000 м; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Полный путь сигнала составляет 2s = 90000 м.
Время движения сигнала туда и обратно: t = 2s/c = 90000/(3·10⁸) = 3·10⁻⁴ с.
Частота волны: ν = c/λ = (3·10⁸)/0,15 = 2·10⁹ Гц.
Число колебаний: N = νt = 2·10⁹ · 3·10⁻⁴ = 6·10⁵.
Ответ: 600000.
Сигнал от космического аппарата распространяется до Земли в течение 8 минут. Расстояние от аппарата до Земли определите в километрах. Скорость распространения электромагнитных волн равна 3·10⁸ м/с.
Дано: t = 8 мин = 480 с; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Расстояние до космического аппарата определяем по формуле s = ct.
s = 3·10⁸ · 480 = 1,44·10¹¹ м.
Переведём расстояние в километры: s = 1,44·10¹¹/1000 = 1,44·10⁸ км.
Ответ: 144000000 км.
Радиолокатор обнаружил два объекта, находящихся на расстояниях 12 км и 18 км от него. Он излучает импульсы с частотой повторения 5 кГц. Определите, через сколько микросекунд после приёма отражённого сигнала от первого объекта поступит сигнал от второго объекта. Скорость радиоволн равна 3·10⁸ м/с.
Дано: s₁ = 12 км = 12000 м; s₂ = 18 км = 18000 м; c = 3·10⁸ м/с.
Решение: Время прохождения сигнала до объекта и обратно определяется формулой t = 2s/c.
Для первого объекта: t₁ = 2·12000/(3·10⁸) = 80·10⁻⁶ с = 80 мкс.
Для второго объекта: t₂ = 2·18000/(3·10⁸) = 120·10⁻⁶ с = 120 мкс.
Разность времён: Δt = t₂ − t₁ = 120 − 80 = 40 мкс.
Ответ: 40 мкс.