Номер 4, страница 266 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Параграф 54. Диапазоны электромагнитных волн. Упражнение 45 - номер 4, страница 266.

Условие.

4. Радиосигнал, посланный с Земли на Луну, может отразиться от поверхности Луны и вернуться на Землю. Предложите способ измерения расстояния между Землёй и Луной с помощью радиосигнала.

Указание: задача решается таким же методом, каким измеряется глубина моря с помощью эхолокации (см. § 36).

Решение.

Решение 2.

Для измерения расстояния между Землёй и Луной с помощью радиосигнала используется метод радиолокации, который основан на том же принципе, что и эхолокация.

Дано:

$c$ — скорость распространения радиосигнала (равна скорости света в вакууме), $c \approx 300\;000\;000$ м/с.

$t$ — время, за которое радиосигнал проходит путь от Земли до Луны и обратно. Это время измеряется экспериментально.

Найти:

$S$ — расстояние между Землёй и Луной.

Решение:

1. С Земли в направлении Луны посылается короткий радиоимпульс с помощью мощного передатчика. В момент отправки импульса включается высокоточный прибор для измерения времени (например, атомные часы).

2. Радиосигнал распространяется в космическом пространстве со скоростью света $c$. Достигнув поверхности Луны, он отражается от неё и направляется обратно к Земле.

3. Отражённый сигнал (эхо) принимается чувствительным приёмником на Земле. В момент приёма сигнала прибор для измерения времени останавливается. Таким образом, мы получаем общее время $t$, которое потребовалось сигналу, чтобы преодолеть путь «Земля-Луна-Земля».

4. За это время $t$ сигнал прошёл расстояние, равное удвоенному расстоянию от Земли до Луны, которое мы обозначим как $2S$.

5. Используя основную формулу для равномерного движения, мы можем связать пройденный путь ($2S$), скорость ($c$) и время ($t$): $$2S = c \cdot t$$

6. Чтобы найти искомое расстояние $S$ от Земли до Луны, нужно разделить обе части уравнения на 2: $$S = \frac{c \cdot t}{2}$$

Таким образом, зная фундаментальную константу — скорость света $c$, и измерив время задержки эхо-сигнала $t$, можно точно вычислить расстояние до Луны.

Ответ: Необходимо с помощью передатчика послать радиосигнал на Луну и с помощью приёмника и точного таймера измерить полное время $t$ его возвращения после отражения. Зная скорость распространения радиосигналов (скорость света $c$), расстояние до Луны $S$ можно найти по формуле $S = \frac{c \cdot t}{2}$.