Номер 1839, страница 217 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 65. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Электромагнитные колебания. Колебательный контур - номер 1839, страница 217.

Решение.

Принцип работы радиолокатора (радара) основан на излучении электромагнитных волн и приеме их отражения (эха) от различных объектов. Использование коротких импульсов вместо непрерывного излучения является ключевым для выполнения основных функций радара.

Во-первых, главная задача радара — определение расстояния до цели. Это расстояние $\text{R}$ вычисляется на основе времени $\Delta t$, которое требуется сигналу, чтобы дойти до объекта и вернуться обратно. Поскольку электромагнитные волны распространяются со скоростью света $\text{c}$, формула для расчета расстояния выглядит так: $R = \frac{c \cdot \Delta t}{2}$. Чтобы точно измерить это время задержки, необходимо иметь четкую точку отсчета — момент отправки сигнала. Короткий импульс предоставляет такой четкий маркер времени. Если бы излучение было непрерывным, то постоянно идущий от передатчика мощный сигнал смешивался бы со слабым отраженным сигналом, и выделить момент "старта" для измерения времени задержки было бы невозможно.

Во-вторых, в радарах для передачи и приема сигнала чаще всего используется одна и та же антенна. Это требует разделения процессов во времени: сначала антенна работает на передачу, излучая мощный импульс, а затем переключается в режим приема, чтобы "услышать" очень слабое эхо. Пауза между импульсами как раз и есть то время, когда радар "слушает". При непрерывном излучении передатчик никогда бы не выключался, и его мощнейший сигнал полностью бы заглушил слабый отраженный сигнал, делая прием эха невозможным.

В-третьих, длительность импульса определяет разрешающую способность радара по дальности, то есть его способность различать два близкорасположенных объекта как отдельные цели. Чем короче импульс, тем более близкие друг к другу объекты система сможет "увидеть" раздельно. Ультракороткие импульсы, длительностью в десятимиллиардные доли секунды (наносекунды), обеспечивают очень высокую разрешающую способность, позволяя получать более детальное представление об объекте. Также короткий импульс уменьшает "мертвую зону" вокруг радара — минимальное расстояние, на котором может быть обнаружен объект.

Таким образом, импульсный режим работы является фундаментальным для радиолокации, позволяя измерять расстояние и использовать одну антенну, а ультракороткая длительность импульсов обеспечивает высокую точность и детализацию обнаружения.

Ответ: Радиолокатор излучает электромагнитные волны короткими импульсами, а не непрерывно, для того чтобы:
1. Иметь возможность измерить время между отправкой импульса и приемом его отражения (эха) и на основе этого времени точно рассчитать расстояние до объекта.
2. Использовать одну и ту же антенну для передачи и приема. В паузах между излучением импульсов радар переключается на прием слабого отраженного сигнала, который иначе был бы заглушен мощным сигналом передатчика.
3. Обеспечить высокую разрешающую способность (возможность различать близко расположенные объекты) и уменьшить минимальную дальность обнаружения, так как оба этих параметра напрямую зависят от малой длительности импульса.