ГДЗ · Фізика · 9 клас

Сторінка 163

Фізика, Бар’яхтар В. Г., Божинова Ф. Я., Довгий С. О., Кірюхін М. М., Кірюхіна О. О., за ред. Довгого С. О., 2026 · № 8–15 · 8 завдань

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

§ 21. Принципи стільникового зв’язку та радіолокації

Завдання 8

Сортування кольорів за довжиною хвилі

Розташувати хвилі оптичного діапазону (Зелений, Блакитний, Червоний, Фіолетовий) за збільшенням довжини хвилі.

Розв’язання

Фіолетове світло має найменшу довжину хвилі в видимому діапазоні.
Синє (блакитне) світло має більшу довжину, ніж фіолетове.
Зелене світло має ще більшу довжину, ніж синє.
Червоне світло має найбільшу довжину хвилі серед перелічених кольорів.

Відповідь:

Фіолетовий $\to$ Блакитний $\to$ Зелений $\to$ Червоний

Завдання 9

Встановлення відповідності пристроїв і випромінювання

Знайти пару «приймач — тип хвилі» для: 1) Прилад нічного бачення, 2) Супутникова антенна, 3) Око людини. Варіанти: А) $γ$ -випромінювання, Б) Радіохвилі, В) Інфрачервоне випромінювання, Г) Видиме світло.

Розв’язання

Око людини і прилад нічного бачення сприймають інфрачервоне випромінювання ( $В$ ) та видиме світло ( $Г$ ).
Супутникова антена призначена для прийому радіохвиль ( $Б$ ), які несуть інформацію від супутника.
$γ$ -випромінювання ( $А$ ) не є об'єктом приймання для цих пристроїв.

Відповідь:

1 — В, Г; 2 — Б; 3 — В, Г

Завдання 10

Аналіз графіка механічної хвилі

За графіком коливань джерела (Рис. 4) визначити частоту $ν$ та довжину хвилі $λ$ , якщо швидкість поширення $v = 20 м / с$ . На графіку видно, що період $T$ відповідає часу від $t = 0$ до повторення коливання.

Розв’язання

З графіка видно, що одне повне коливання завершується приблизно в момент $t = 2, 4 с$ (оскільки період — це час між двома однаковими точками на хвилі, наприклад, від нуля до наступного перетину осі під тим самим кутом; або спостерігаючи, що половина коливання триває від $0$ до $1, 2 с$ , тоді повний період $T = 2, 4 с$ ).
Знайдемо частоту: $ν = \frac{1}{T} = \frac{1}{2 , 4 с} \approx 0, 42 Гц$ .
Обчислимо довжину хвилі за формулою $λ = v \cdot T = 20 м / с \cdot 2, 4 с = 48 м$ .

Відповідь:

Частота $\approx 0, 42 Гц$ , довжина хвилі $48 м$ .

Завдання 11

Ехолокація та властивості хвиль

Потрібно встановити, на якій фізичній властивості механічних хвиль базується принцип ехолокації. Варіанти відповідей: А — Відбивання хвиль; Б — Перенесення енергії без перенесення речовини; В — Залежність довжини хвилі від середовища; Г — Зменшення амплітуди хвилі зі збільшенням відстані.

Розв’язання

Ехолокація передбачає посилання імпульсу на об'єкт і фіксацію повернення сигналу. Це можливо лише тоді, коли хвиля стикається з перешкодою і повертається назад.
Такий процес називається відбиванням (рефлексією) хвиль. Інші властивості (перенесення енергії, дисперсія, затухання) є важливими, але не є основним механізмом виявлення об'єкта в ехолокації.

Відповідь:

А — Відбивання хвиль

Завдання 12

Розрахунок часу відлуння

Людина стоїть на відстані $s = 170 м$ від хмарочоса і сплескує в долоні. Потрібно знайти час $t$ , через який після сплеску буде чути відлуння. Швидкість звуку в повітрі приймаємо за стандартну величину $v = 340 м / с$ . Варіанти: А 0,5 с; Б 1 с; В 2 с; Г 4 с.

Розв’язання

Знайдемо загальний шлях звуку: $S_{заг} = 2 \cdot s = 2 \cdot 170 м = 340 м$ .
Обчислимо час проходження цього шляху, поділивши відстань на швидкість звуку ( $v = 340 м / с$ ): $t = \frac{340 м}{340 м / с} = 1 с$ .

Відповідь:

Б 1 с

Завдання 13

Довжина звукової хвилі в різних середовищах

Джерело звуку здійснює $N = 5100$ коливань за хвилину. Потрібно знайти довжину хвилі ( $λ$ ) у повітрі та у воді. Швидкість звуку в повітрі $v_{п} \approx 340 м / с$ , у воді $v_{в} \approx 1500 м / с$ .

Розв’язання

Переведемо кількість коливань в частоту: $ν = \frac{5100}{60 с} = 85 Гц$ .
Знайдемо довжину хвилі в повітрі ( $v_{п} = 340 м / с$ ): $λ_{п} = \frac{340 м / с}{85 Гц} = 4 м$ .
Знайдемо довжину хвилі у воді ( $v_{в} = 1500 м / с$ ): $λ_{в} = \frac{1500 м / с}{85 Гц} \approx 17, 6 м$ .

Відповідь:

У повітрі довжина хвилі дорівнює $4 м$ , у воді — приблизно $17, 6 м$ .

Завдання 14

Звук польоту бджоли

Бджола летить зі швидкістю коливань крил $180 Гц$ (помахів за секунду). Повертаючись до вулика, частота зростає до $280 Гц$ . Треба пояснити зміну звуку.

Розв’язання

Визначаємо початкову частоту коливань крил $ν_{1} = 180 Гц$ .
Визначаємо кінцеву частоту коливань крил при поверненні $ν_{2} = 280 Гц$ .
Порівнюємо значення: $280 > 180$ , отже, частота зросла.
Висновок: оскільки висота звуку визначається частотою, звук при поверненні буде гучнішим і вищим (тоншим), ніж під час польоту за взятком.

Відповідь:

Звук стає вищим (тоншим) і більш гучним, оскільки частота коливань крил збільшилася з $180$ до $280 Гц$ .

Завдання 15

Перехід радіохвилі в середовище

Радіохвиля має довжину $λ_{1} = 6 м$ у вакуумі. Вона переходить у середовище, де швидкість поширення $v$ у $1, 5$ рази менша за швидкість світла у вакуумі ( $c$ ). Треба знайти нову довжину $λ_{2}$ та частоту $ν$ .

Розв’язання

Знаходимо частоту хвилі у вакуумі, використовуючи швидкість світла $c \approx 3 \cdot 1 0^{8} м / с$ та довжину $λ_{1} = 6 м$ : $ν = \frac{c}{λ _{1}} = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{6} = 5 \cdot 1 0^{7} Гц = 50 МГц$ .
Визначаємо швидкість поширення хвилі у новому середовищі: $v = \frac{c}{1 , 5} = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{1 , 5} = 2 \cdot 1 0^{8} м / с$ .
Знаходимо нову довжину хвилі $λ_{2}$ за формулою $λ_{2} = \frac{v}{ν}$ : $λ_{2} = \frac{2 \cdot 1 0 ^{8}}{5 \cdot 1 0 ^{7}} = 4 м$ .

Відповідь:

Частота хвилі становить $50 МГц$ ( $5 \cdot 1 0^{7} Гц$ ), а довжина хвилі в цьому середовищі дорівнює $4 м$ .