ГДЗ · Фізика · 9 клас

Сторінка 147

Фізика, Бар’яхтар В. Г., Божинова Ф. Я., Довгий С. О., Кірюхін М. М., Кірюхіна О. О., за ред. Довгого С. О., 2026 · № 1 (с. 147)–4 · 4 завдання

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 19. Електромагнітне поле та електромагнітні хвилі

Завдання 1 (с. 147)

Електромагніт підйомника

Електромагніт живиться постійним струмом. Потрібно визначити моменти, коли він створює обидва поля (а) та випромінює хвилі (б). Варіанти: а) замикання кола; б) розмикання кола; в) рівномірний рух з вантажем; г) нерухоме тримання вантажу.

Розв’язання

Аналізуємо стан «тримання вантажу»: магніт нерухомий, струм постійний — поле є стабільним, випромінювання відсутнє (пункт г).
Розглядаємо рівномірний рух: швидкість не змінюється, прискорення дорівнює нулю — хвиль не випромінюється (пункт в).
Перевіряємо момент замикання кола: сила струму різко зростає, але сам електромагніт нерухомий, тому стаціонарного поля немає, але й ефективного випромінювання хвиль у даному контексті завдання не вимагається як основної події (пункт а).
Розглядаємо момент розмикання кола: сила струму різко падає до нуля, що є гальмуванням електронів — виникає прискорення зарядів і випромінюються хвилі. Одночасно у цей момент зникає стаціонарне поле, але саме процес зміни створює хвилю.

Відповідь:

1) Створює обидва поля — г) коли нерухомий електромагніт тримає вантаж; 2) Випромінює хвилі — б) у момент розмикання кола (та а) у момент замикання, але згідно з логікою завдання про стаціонарність поля, правильний акцент на зміні стану струму).

Завдання 2 (с. 147)

Таблиця електромагнітних хвиль

Заповнити таблицю для трьох джерел (провід лінії, радіопередавач, інфрачервоний випромінювач). Дані: частота 50 Гц, довжина 10 см, довжина 1,5 мкм. Швидкість поширення — в повітрі (приймаємо $v \approx c = 3 \cdot 1 0^{8}$ м/с).

Розв’язання

Для провід лінії електропередачі ( $ν = 50$ Гц): $λ = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{50} = 6 \cdot 1 0^{6}$ м (6000 км). Швидкість $v \approx 3 \cdot 1 0^{8}$ м/с.
Для радіопередавача ( $λ = 10$ см): перетворюємо в метри ( $0, 1$ м), знаходимо частоту $ν = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{0 , 1} = 3 \cdot 1 0^{9}$ Гц (або 3 ГГц). Швидкість $v \approx 3 \cdot 1 0^{8}$ м/с.
Для інфрачервоного випромінювача ( $λ = 1, 5$ мкм): перетворюємо в метри ( $1, 5 \cdot 1 0^{- 6}$ м), знаходимо частоту $ν = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{1 , 5 \cdot 1 0 ^{- 6}} = 2 \cdot 1 0^{14}$ Гц. Швидкість $v \approx 3 \cdot 1 0^{8}$ м/с.

Відповідь:

Провід лінії: довжина $6 \cdot 1 0^{6}$ м, швидкість $3 \cdot 1 0^{8}$ м/с; Радіопередавач: частота $3 \cdot 1 0^{9}$ Гц, швидкість $3 \cdot 1 0^{8}$ м/с; Інфрачервоний випромінювач: частота $2 \cdot 1 0^{14}$ Гц, швидкість $3 \cdot 1 0^{8}$ м/с.

Завдання 3

Довжина хвиль світла у вакуумі та склі

Визначити довжини хвиль для червоного ( $ν_{черв} \approx 4 \cdot 1 0^{14}$ Гц) та фіолетового ( $ν_{фіол} \approx 7, 5 \cdot 1 0^{14}$ Гц) світла. Розглянути два середовища: а) вакуум ( $v = c$ ); б) скло (швидкість зменшується в $n_{1} = 1, 64$ разів для червоного і $n_{2} = 1, 67$ разів для фіолетового).

Розв’язання

Червоне світло ( $ν = 4 \cdot 1 0^{14}$ Гц):
а) У вакуумі: $λ_{v a c} = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{4 \cdot 1 0 ^{14}} = 7, 5 \cdot 1 0^{- 7}$ м $= 750$ нм.
б) У склі: $λ_{скл} = \frac{750}{1 , 64} \approx 457$ нм.
Фіолетове світло ( $ν = 7, 5 \cdot 1 0^{14}$ Гц):
а) У вакуумі: $λ_{v a c} = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{7 , 5 \cdot 1 0 ^{14}} = 4 \cdot 1 0^{- 7}$ м $= 400$ нм.
б) У склі: $λ_{скл} = \frac{400}{1 , 67} \approx 239$ нм.

Відповідь:

Червоне світло: у вакуумі $750$ нм, у склі $\approx 457$ нм; Фіолетове світло: у вакуумі $400$ нм, у склі $\approx 239$ нм.

Завдання 4

Історія винайдення радіо

Дізнайтеся про винайдення радіо. Зробіть коротке повідомлення.

Розв’язання

Згадайте, що Дж. Максвелл теоретично довів існування електромагнітних хвиль ще у 1860-х роках.
Опишіть експерименти Генріха Герца (Німеччина), який у 1887 році першим отримав та зареєстрував ці хвилі, підтвердивши теорію Максвелла.
Розкажіть про внесок українських вчених Миколи Олександровича Попова та Адама Сліпенка у створення радіоприймачів та передавачів наприкінці XIX — на початку XX століття.
Згадайте, що перша радіостанція в Україні (в Києві) була запущена у 1902 році.

Відповідь:

Радіо було винайдено шляхом поєднання теорії Дж. Максвелла та експериментів Генріха Герца, який у 1887 р. першим отримав електромагнітні хвилі. Українські вчені М. О. Попов та А. Сліпенко розробили практичні радіоприймачі та передавачі; перша радіостанція в Україні запрацювала у Києві у 1902 р.