Номер 3, страница 194 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 44. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Задание 39 - номер 3, страница 194.

Условие.

3. Можно ли получить свободные электромагнитные колебания, если вместо катушки взять прямой проводник?

Решение.

Решение

Да, свободные электромагнитные колебания можно получить, если в колебательном контуре вместо катушки использовать прямой проводник. Это связано с тем, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле и, следовательно, обладает индуктивностью. Прямой проводник не является исключением, хотя его индуктивность $\text{L}$ будет значительно меньше, чем у специально изготовленной катушки с большим числом витков.

Колебательный контур, состоящий из конденсатора ёмкостью $\text{C}$ и прямого проводника с индуктивностью $\text{L}$, будет представлять собой LC-контур. Период свободных электромагнитных колебаний в таком контуре определяется формулой Томсона:

$T = 2\pi\sqrt{LC}$

Поскольку индуктивность $\text{L}$ прямого проводника очень мала, период колебаний $\text{T}$ в таком контуре будет очень малым, а частота колебаний $f = 1/T$ — соответственно, очень большой.

Однако на практике наблюдать такие колебания будет затруднительно, так как они будут очень быстро затухать. Это произойдет по двум основным причинам:

1. Любой реальный проводник обладает активным сопротивлением $\text{R}$, на котором энергия колебаний будет быстро рассеиваться в виде тепла. При малой индуктивности влияние сопротивления становится более значительным.

2. Контур, состоящий из конденсатора и прямого проводника, является открытым колебательным контуром. Такие контуры эффективно излучают энергию в окружающее пространство в виде электромагнитных волн. Эти потери на излучение приведут к очень быстрому затуханию колебаний, особенно на высоких частотах.

Таким образом, хотя теоретически возникновение колебаний возможно, они будут высокочастотными и очень быстро затухающими.

Ответ: Да, можно, так как прямой проводник тоже обладает индуктивностью. Однако индуктивность прямого проводника очень мала, поэтому частота полученных колебаний будет очень высокой. Кроме того, такие колебания будут очень быстро затухать из-за потерь энергии на активном сопротивлении проводника и, в особенности, из-за интенсивного излучения электромагнитных волн.