Номер 130, страница 302 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 130, страница 302.

Условие.

130. К какому виду излучений относятся электромагнитные волны частотой 500 ТГц, 400 ГГц, 300 МГц, 900 ТГц, 10 кГц? Чему равна длина волны этих излучений (в вакууме)?

Решение.

Дано:

Частота электромагнитной волны 1, $\nu_1 = 500$ ТГц
Частота электромагнитной волны 2, $\nu_2 = 400$ ГГц
Частота электромагнитной волны 3, $\nu_3 = 300$ МГц
Частота электромагнитной волны 4, $\nu_4 = 900$ ТГц
Частота электромагнитной волны 5, $\nu_5 = 10$ кГц
Скорость света в вакууме, $c \approx 3 \times 10^8$ м/с

Перевод в систему СИ:
$\nu_1 = 500 \text{ ТГц} = 500 \times 10^{12} \text{ Гц} = 5 \times 10^{14}$ Гц
$\nu_2 = 400 \text{ ГГц} = 400 \times 10^9 \text{ Гц} = 4 \times 10^{11}$ Гц
$\nu_3 = 300 \text{ МГц} = 300 \times 10^6 \text{ Гц} = 3 \times 10^8$ Гц
$\nu_4 = 900 \text{ ТГц} = 900 \times 10^{12} \text{ Гц} = 9 \times 10^{14}$ Гц
$\nu_5 = 10 \text{ кГц} = 10 \times 10^3 \text{ Гц} = 1 \times 10^4$ Гц

Найти:

Вид излучения для каждой частоты - ?
Длину волны $\lambda$ для каждой частоты - ?

Решение:

Для определения вида излучения и длины волны воспользуемся шкалой электромагнитных волн и основной формулой, связывающей длину волны $\lambda$, частоту $\nu$ и скорость света в вакууме $\text{c}$:

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

Рассчитаем длину волны и определим тип излучения для каждой из заданных частот.

Для частоты 500 ТГц:

Частота $5 \times 10^{14}$ Гц находится в диапазоне видимого света (от $4 \times 10^{14}$ до $7.9 \times 10^{14}$ Гц). Это видимое излучение (свет).

Найдем длину волны:

$\lambda_1 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{5 \times 10^{14} \text{ Гц}} = 0.6 \times 10^{-6} \text{ м} = 600 \times 10^{-9} \text{ м} = 600$ нм.

Эта длина волны соответствует оранжевому цвету в видимом спектре.

Ответ: видимое излучение (свет), длина волны 600 нм.

Для частоты 400 ГГц:

Частота $4 \times 10^{11}$ Гц находится на границе между радиоволнами и инфракрасным излучением. Этот диапазон ($3 \times 10^{11}$ - $3 \times 10^{12}$ Гц) называют терагерцовым или субмиллиметровым излучением.

Найдем длину волны:

$\lambda_2 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{4 \times 10^{11} \text{ Гц}} = 0.75 \times 10^{-3} \text{ м} = 0.75$ мм.

Ответ: терагерцовое (субмиллиметровое) излучение, длина волны 0.75 мм.

Для частоты 300 МГц:

Частота $3 \times 10^8$ Гц относится к радиоволнам ультракоротковолнового (УКВ) диапазона (от 30 МГц до 3000 МГц).

Найдем длину волны:

$\lambda_3 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{3 \times 10^8 \text{ Гц}} = 1$ м.

Ответ: радиоволны (УКВ-диапазон), длина волны 1 м.

Для частоты 900 ТГц:

Частота $9 \times 10^{14}$ Гц выше, чем у видимого света, и попадает в диапазон ультрафиолетового излучения (от $7.9 \times 10^{14}$ до $3 \times 10^{16}$ Гц).

Найдем длину волны:

$\lambda_4 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{9 \times 10^{14} \text{ Гц}} \approx 0.333 \times 10^{-6} \text{ м} = 333 \times 10^{-9} \text{ м} = 333$ нм.

Ответ: ультрафиолетовое излучение, длина волны 333 нм.

Для частоты 10 кГц:

Частота $1 \times 10^4$ Гц относится к радиоволнам сверхдлинноволнового (СДВ) диапазона (от 3 кГц до 30 кГц).

Найдем длину волны:

$\lambda_5 = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{1 \times 10^4 \text{ Гц}} = 3 \times 10^4 \text{ м} = 30$ км.

Ответ: радиоволны (СДВ-диапазон), длина волны 30 км.