Упражнение 10, страница 69 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Упражнение 10

1. Частотные диапазоны операторов связи РК представлены в таблице. Определите длины волн, на которых осуществляется связь. Укажите диапазон волн, на которых работают операторы связи, согласно Международной классификации электромагнитных волн.

Таблица частотных диапазонов операторов связи:

Altel

2G: 900 МГц

3G: 850 МГц, 900 МГц*

Beeline™

2G: 900 МГц

3G: 2100 МГц

Kcell/Activ

2G: 900 МГц

3G: 2100 МГц

Дано:

Частотные диапазоны, используемые операторами связи:

$f_1 = 850 \text{ МГц}$

$f_2 = 900 \text{ МГц}$

$f_3 = 2100 \text{ МГц}$

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме $c \approx 3 \times 10^8 \text{ м/с}$

Перевод в систему СИ:

$f_1 = 850 \text{ МГц} = 850 \times 10^6 \text{ Гц} = 8.5 \times 10^8 \text{ Гц}$

$f_2 = 900 \text{ МГц} = 900 \times 10^6 \text{ Гц} = 9.0 \times 10^8 \text{ Гц}$

$f_3 = 2100 \text{ МГц} = 2100 \times 10^6 \text{ Гц} = 2.1 \times 10^9 \text{ Гц}$

Найти:

1. Длины волн ($\lambda$), на которых осуществляется связь.

2. Диапазон волн согласно международной классификации.

Решение:

1. Для определения длины волны ($\lambda$) воспользуемся формулой, связывающей скорость распространения волны ($\text{c}$), её частоту ($\text{f}$) и длину ($\lambda$):

$\lambda = \frac{c}{f}$

Теперь рассчитаем длины волн для каждой из указанных в таблице частот.

Для частоты $f_1 = 850 \text{ МГц}$:

$\lambda_1 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{8.5 \times 10^8 \text{ Гц}} \approx 0.353 \text{ м}$

Для частоты $f_2 = 900 \text{ МГц}$:

$\lambda_2 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{9.0 \times 10^8 \text{ Гц}} = \frac{1}{3} \text{ м} \approx 0.333 \text{ м}$

Для частоты $f_3 = 2100 \text{ МГц}$:

$\lambda_3 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{2.1 \times 10^9 \text{ Гц}} \approx 0.143 \text{ м}$

2. Далее определим диапазон волн согласно международной классификации.

Международный союз электросвязи классифицирует радиоволны по диапазонам. Частоты от 300 МГц до 3 ГГц (3000 МГц) относятся к диапазону ультравысоких частот (УВЧ), или на английском языке Ultra High Frequency (UHF). Этому диапазону соответствуют дециметровые волны (ДМВ), длина которых составляет от 1 м до 10 см (0.1 м).

Все частоты, используемые операторами (850 МГц, 900 МГц, 2100 МГц), а также вычисленные длины волн (≈0.353 м, ≈0.333 м, ≈0.143 м) попадают в этот диапазон.

Ответ: Длины волн, на которых операторы осуществляют связь, составляют: $\lambda_{850\text{МГц}} \approx 0.353$ м, $\lambda_{900\text{МГц}} \approx 0.333$ м, $\lambda_{2100\text{МГц}} \approx 0.143$ м. Согласно международной классификации, все эти волны относятся к диапазону дециметровых волн (ДМВ), которому соответствуют ультравысокие частоты (УВЧ или UHF).