Задание 11, страница 217 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Домашние экспериментальные задания - страница 217.

Условие.

Задание 11

Исследование свойств электромагнитных волн с помощью мобильного телефона

Цель: изучение свойств электромагнитных волн.

Порядок выполнения

1. Это задание лучше выполнять вдвоём, у каждого должен быть мобильный телефон. Ещё нужны металлическая кастрюля с металлической крышкой, а также пластмассовый контейнер с крышкой или стеклянная литровая банка.

2. Положите один из ваших телефонов в металлическую кастрюлю и накройте крышкой. Позвоните со второго телефона на номер первого. Удалось ли вам дозвониться? Почему? Приоткройте крышку. Изменился ли результат?

3. Положите второй телефон в металлическую кастрюлю и позвоните с первого на номер второго. Каков результат этого звонка?

4. Положите первый телефон в пластмассовый контейнер или стеклянную банку и закройте крышкой. Позвоните со второго телефона на номер первого (который в банке). Удалось ли вам дозвониться?

5. Сделайте выводы.

Решение.

Цель: изучение свойств электромагнитных волн.

Порядок выполнения

1. Это задание лучше выполнять вдвоём, у каждого должен быть мобильный телефон. Ещё нужны металлическая кастрюля с металлической крышкой, а также пластмассовый контейнер с крышкой или стеклянная литровая банка.

Для выполнения данного лабораторного исследования подготовлены все указанные предметы.

2. Положите один из ваших телефонов в металлическую кастрюлю и накройте крышкой. Позвоните со второго телефона на номер первого. Удалось ли вам дозвониться? Почему? Приоткройте крышку. Изменился ли результат?

При попытке позвонить на телефон, помещённый в плотно закрытую металлическую кастрюлю, звонок не пройдёт. Автоответчик сообщит, что абонент находится вне зоны действия сети. Это объясняется тем, что металлическая кастрюля с крышкой представляет собой замкнутую проводящую оболочку, известную как клетка Фарадея. Электромагнитные волны, которые несут сигнал для телефона, при попадании на металлическую поверхность вызывают в ней индукционные токи. Эти токи создают собственное электромагнитное поле, которое внутри кастрюли компенсирует внешнее поле. В результате сигнал не может проникнуть внутрь, и телефон его не получает.

Если немного приоткрыть крышку, в замкнутой оболочке появится отверстие. Через это отверстие электромагнитные волны смогут проникнуть внутрь кастрюли. В этом случае телефон примет сигнал, и дозвониться удастся. Экранирующий эффект будет нарушен.

Ответ: Дозвониться до телефона в закрытой кастрюле не удалось, так как металл экранирует электромагнитные волны (эффект клетки Фарадея). Когда крышку приоткрыли, дозвониться удалось, так как волны проникли через образовавшуюся щель.

3. Положите второй телефон в металлическую кастрюлю и позвоните с первого на номер второго. Каков результат этого звонка?

Результат эксперимента будет идентичен предыдущему пункту. Свойства клетки Фарадея не зависят от того, какой именно телефон помещён внутрь. Звонок на телефон в закрытой металлической кастрюле снова не пройдёт.

Ответ: Результат звонка отрицательный; дозвониться не удалось по той же причине, что и в пункте 2.

4. Положите первый телефон в пластмассовый контейнер или стеклянную банку и закройте крышкой. Позвоните со второго телефона на номер первого (который в банке). Удалось ли вам дозвониться?

В этом случае звонок пройдёт успешно. Пластмасса и стекло являются диэлектриками. В отличие от металлов, диэлектрики практически не взаимодействуют с электромагнитными волнами радиодиапазона, используемого для мобильной связи. Волны свободно проходят сквозь стенки пластмассового контейнера или стеклянной банки, почти не ослабевая, и достигают антенны телефона.

Ответ: Да, дозвониться удалось, так как пластмасса и стекло являются диэлектриками и прозрачны для электромагнитных волн.

5. Сделайте выводы.

На основе проделанных опытов можно сделать следующие выводы о свойствах электромагнитных волн:

• Материалы-проводники (металлы) способны экранировать (блокировать) электромагнитные волны. Замкнутая металлическая оболочка создаёт эффект клетки Фарадея, не пропуская электромагнитное поле внутрь.
• Материалы-диэлектрики (пластик, стекло) являются проницаемыми ("прозрачными") для электромагнитных волн радиодиапазона.
• Для работы мобильного телефона необходима возможность приёма и передачи электромагнитных волн, которые являются носителем сигнала.

Ответ: Проведённый эксперимент наглядно демонстрирует, что различные материалы по-разному взаимодействуют с электромагнитными волнами: проводники их экранируют, а диэлектрики пропускают.