Номер 6, страница 88 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

6. Почему передающие антенны для телевещания должны располагаться высоко?

Передающие антенны для телевещания необходимо располагать как можно выше по нескольким ключевым причинам, связанным с физикой распространения радиоволн.

1. Прямолинейное распространение волн

Телевизионный сигнал передается с помощью ультракоротких волн (УКВ), которые включают метровый (МВ/VHF) и дециметровый (ДМВ/UHF) диапазоны. Особенность этих волн в том, что они распространяются в пространстве практически по прямой линии, подобно лучу света. Они не способны, в отличие от длинных радиоволн, огибать земную поверхность или отражаться от ионосферы. Поэтому для уверенного приема сигнала необходимо, чтобы между передающей и приемной антеннами была прямая видимость.

2. Преодоление кривизны Земли

Поскольку Земля имеет шарообразную форму, линия горизонта ограничивает дальность прямой видимости. Чем выше поднята передающая антенна, тем дальше она может "заглянуть" за горизонт. Это значительно увеличивает радиус зоны, в которой возможен прием сигнала. Дальность до горизонта d можно приблизительно рассчитать по формуле:

$d \approx \sqrt{2Rh}$

где $\text{R}$ — радиус Земли (приблизительно 6400 км), а $\text{h}$ — высота антенны над поверхностью. Например, если поднять антенну с 10 метров до 100 метров (в 10 раз), дальность прямой видимости увеличится примерно в 3.16 раза ($ \sqrt{10} $). Поэтому для охвата больших территорий, таких как города и их окрестности, антенны устанавливают на высоких телебашнях (например, Останкинская башня высотой 540 м).

3. Минимизация влияния препятствий

На пути распространения сигнала встречаются различные препятствия: здания, деревья, холмы и другие элементы рельефа. Эти препятствия могут поглощать или отражать радиоволны, создавая "зоны тени" или "мёртвые зоны", где прием сигнала невозможен или очень слабый. Располагая антенну на большой высоте, удается передавать сигнал поверх большинства таких препятствий, что обеспечивает более равномерное и качественное покрытие территории.

Ответ: Передающие антенны для телевещания располагают высоко, чтобы максимально увеличить зону охвата сигналом. Это необходимо, так как телевизионные волны распространяются прямолинейно, и их дальность ограничена линией горизонта из-за кривизны Земли, а также различными препятствиями на местности (здания, рельеф). Высокое расположение антенны позволяет "видеть" дальше и передавать сигнал поверх препятствий, обеспечивая стабильный прием на большой территории.