Номер 4.30, страница 25 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электромагнитные колебания - номер 4.30, страница 25.

Условие.

4.30 Можно ли осуществить радиосвязь между двумя подводными лодками, находящимися на глубине в Мировом океане?

Решение.

Осуществить радиосвязь между двумя подводными лодками, находящимися на значительной глубине в Мировом океане, с помощью обычных радиоволн практически невозможно.

Причина заключается в физических свойствах морской воды. Из-за растворенных в ней солей морская вода является хорошим проводником электрического тока (электролитом). Радиоволны представляют собой электромагнитные колебания. Когда электромагнитная волна распространяется в проводящей среде, она индуцирует в ней переменные электрические токи. Эти токи, в свою очередь, приводят к выделению тепла (джоулевы потери), из-за чего энергия волны быстро поглощается и затухает.

Степень поглощения радиоволн сильно зависит от их частоты: чем выше частота (и, соответственно, короче длина волны), тем быстрее волна затухает в воде. Для радиоволн, используемых в обычной радиосвязи (килогерцовый, мегагерцовый и гигагерцовый диапазоны), глубина проникновения в морскую воду составляет от нескольких метров до нескольких сантиметров. Этого совершенно недостаточно для установления связи между подводными лодками, которые могут находиться на глубине сотен метров.

Связь с подводными лодками на глубине возможна, но для этого используются радиоволны сверхнизких частот (СНЧ, 3–300 Гц) или очень низких частот (ОНЧ, 3–30 кГц). Такие волны имеют огромную длину (десятки и тысячи километров) и значительно слабее поглощаются водой, что позволяет им проникать на глубину в десятки и даже сотни метров. Однако у этого метода есть критические недостатки:

1. Для излучения и приема волн такой длины требуются антенны колоссальных размеров (десятки километров), которые можно разместить только на суше в виде стационарных комплексов. На подводной лодке можно разместить только приемную буксируемую антенну.

2. Скорость передачи данных с помощью СНЧ-связи чрезвычайно мала (несколько бит в минуту). Этого достаточно лишь для отправки коротких кодовых сигналов (например, приказа на всплытие для сеанса связи), но не для полноценного обмена информацией.

3. Связь, как правило, является односторонней — от берегового командного пункта к подводной лодке, а не между двумя лодками.

Поэтому для связи между подводными лодками используется не радиосвязь, а гидроакустическая связь (с помощью звуковых волн), так как звук распространяется в воде на большие расстояния гораздо эффективнее, чем радиоволны.

Ответ: Нет, осуществить радиосвязь между двумя подводными лодками на глубине с помощью традиционных радиопередатчиков невозможно, так как морская вода, являясь хорошим проводником, очень сильно поглощает радиоволны. Теоретически это возможно с использованием сверхдлинных волн, но из-за технических сложностей (огромные антенны, крайне низкая скорость передачи данных) этот метод не применяется для прямой связи между лодками. Для подводной связи используется гидроакустика.