Для решения этой задачи, сначала найдем минимальную и максимальную частоты, используя формулу Томсона для частоты собственных колебаний контура:
\(f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)
Где:
* (f) - частота колебаний,
* (L) - индуктивность катушки,
* (C) - емкость конденсатора.
Минимальная частота (f_{min}) будет, когда индуктивность (L) максимальна, а емкость (C) максимальна.
Максимальная частота (f_{max}) будет, когда индуктивность (L) минимальна, а емкость (C) минимальна.
В нашем случае:
* (L_{min} = 0.1 \text{ мкГн} = 0.1 \times 10^{-6} \text{ Гн}\)
* (L_{max} = 10 \text{ мкГн} = 10 \times 10^{-6} \text{ Гн}\)
* (C_{min} = 50 \text{ пФ} = 50 \times 10^{-12} \text{ Ф}\)
* (C_{max} = 5000 \text{ пФ} = 5000 \times 10^{-12} \text{ Ф}\)
Расчет минимальной частоты:
\(f_{min} = \frac{1}{2\pi\sqrt{L_{max}C_{max}}}\)
\(f_{min} = \frac{1}{2\pi\sqrt{10 \times 10^{-6} \text{ Гн} \times 5000 \times 10^{-12} \text{ Ф}}}\)
\(f_{min} = \frac{1}{2\pi\sqrt{50 \times 10^{-15}}} \text{ Гц}\)
\(f_{min} = \frac{1}{2\pi \times 7.07 \times 10^{-8}} \text{ Гц}\)
\(f_{min} \approx 225 \times 10^{6} \text{ Гц}\)
\(f_{min} \approx 225 \text{ кГц}\)
Расчет максимальной частоты:
\(f_{max} = \frac{1}{2\pi\sqrt{L_{min}C_{min}}}\)
\(f_{max} = \frac{1}{2\pi\sqrt{0.1 \times 10^{-6} \text{ Гн} \times 50 \times 10^{-12} \text{ Ф}}}\)
\(f_{max} = \frac{1}{2\pi\sqrt{5 \times 10^{-18}}} \text{ Гц}\)
\(f_{max} = \frac{1}{2\pi \times 2.236 \times 10^{-9}} \text{ Гц}\)
\(f_{max} \approx 71 \times 10^{6} \text{ Гц}\)
\(f_{max} \approx 71 \text{ МГц}\)
Таким образом, диапазон частот собственных колебаний в контуре составляет от 225 кГц до 71 МГц.