Номер 7, страница 81 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

7. Почему невозможно осуществлять радиосвязь на низкочастотных радиоволнах?

7. Почему невозможно осуществлять радиосвязь на низкочастотных радиоволнах?

Утверждение о полной невозможности радиосвязи на низкочастотных радиоволнах (НЧ, диапазон 30–300 кГц) является преувеличением, так как этот диапазон используется для специфических задач (например, в системах навигации). Однако для массовых видов радиосвязи, таких как радиовещание, мобильная связь или передача данных, использование низких частот практически невозможно и неэффективно по следующим причинам:
1. Огромный размер антенн. Длина радиоволны $ \lambda $ обратно пропорциональна ее частоте $ f $: $ \lambda = c/f $, где $ c $ – скорость света. Для низких частот длина волны достигает километров. Например, для частоты 150 кГц длина волны составляет 2000 метров. Для эффективного излучения и приема размер антенны должен быть сопоставим с длиной волны (например, половина длины волны). Создание антенн длиной в сотни метров или даже километры — это чрезвычайно сложная и дорогая задача, и совершенно нереализуемая для портативных устройств.
2. Крайне низкая пропускная способность. Количество информации, которое можно передать по радиоканалу, зависит от его ширины (полосы частот). Ширина полосы всегда составляет лишь малую долю от несущей частоты. На низких частотах доступная полоса очень узкая. Ее достаточно для передачи очень медленных сигналов, таких как код Морзе, но абсолютно недостаточно для передачи речи, музыки или видео, требующих широкой полосы частот.
3. Низкая эффективность излучения и высокие энергозатраты. Излучение энергии антенной, размер которой значительно меньше длины волны, крайне неэффективно. Чтобы передать сигнал на какое-либо значимое расстояние с помощью неэффективной антенны, требуются передатчики колоссальной мощности (сотни киловатт и мегаватты).
4. Высокий уровень помех. В низкочастотном диапазоне очень сильны естественные атмосферные помехи, например, от грозовых разрядов по всей планете. Это требует дополнительного увеличения мощности передатчика, чтобы сигнал не терялся на фоне шума.

Ответ: Осуществление привычных видов радиосвязи на низкочастотных радиоволнах практически невозможно из-за необходимости использования гигантских по размеру антенн, крайне низкой пропускной способности канала (невозможно передавать большие объемы информации), а также низкой эффективности излучения, требующей огромной мощности передатчиков для преодоления высокого уровня естественных помех.