Контрольная работа № 3 Тема: «Электромагнитные волны. Световые явления» Вариант 2 Во всех задачах принять скорость распространения электромагнитных волн с = 300 000 км/с 1. а) Какие физические величины периодически меняются в электромагнитной волне? Как должна двигаться заряженная частица, чтобы она излучала электромагнитные волны? Ответ обосновать. б) Чему равна длина волн (в м), посылаемых радиостанцией, работающей на частоте 1400 кГц? Ответ округлить до десятых долей. 2. Прямолинейный проводник длиной 40 см помещён в однородное поле под углом 30 градусов к линиям индукции. На проводник, по которому проходит ток 2 А, со стороны магнитного поля действует сила в 4,5 Н. Определить магнитную индукцию поля. 3. На рисунке 1 показан график колебаний силы тока в колебательном контуре с антенной. Определить длину волны, излучаемой антенной, а также период, частоту и амплитуду колебаний. 4. Видимый свет — это небольшой диапазон электромагнитных волн. Длина волны соответствует красному свету и равна 750 нм. Определить частоту красного света. 5. а) Оптические силы трёх линз таковы: -0,5; 2; -1,5 дптр. Есть ли среди них рассеивающие и собирающие линзы? Ответ обосновать. б) Постройте изображение предмета АВ в линзе (рис. 2). Какое это изображение? 6. а) Что называют дисперсией света? В чём заключается физическая причина различия цветов окружающих нас тел? б) Угол падения на границу двух прозрачных сред составляет 60 градусов, а угол преломления 45 градусов. Определить относительный показатель преломления. Результат округлить до сотых. Сделать рисунок.

1. Электромагнитные волны

а) В электромагнитной волне периодически меняются электрическое и магнитное поля. Для излучения электромагнитных волн заряженная частица должна двигаться с ускорением (например, колебательно).

б)

Дано:

• Частота $$f = 1400 \text{ кГц} = 1400 \times 10^3 \text{ Гц}$$
• Скорость света $$c = 300\thinspace 000 \text{ км/с} = 3 \times 10^8 \text{ м/с}$$

Найти:

• Длина волны $$\lambda$$

Решение:

Длина волны связана с частотой и скоростью распространения соотношением:

\[ \lambda = \frac{c}{f} \]

Подставим значения:

\[ \lambda = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{1400 \times 10^3 \text{ Гц}} = \frac{3 \times 10^8}{1,4 \times 10^6} \text{ м} = \frac{300}{1,4} \text{ м} \approx 214,28 \text{ м} \]

Округляем до десятых долей:

\[ \lambda \approx 214,3 \text{ м} \]

Ответ: Длина волны составляет примерно 214,3 метра.

2. Сила Ампера

Дано:

• Длина проводника $$l = 40 \text{ см} = 0,4 \text{ м}$$
• Угол $$\alpha = 30^{\circ}$$
• Ток $$I = 2 \text{ А}$$
• Сила Ампера $$F = 4,5 \text{ Н}$$

Найти:

• Магнитная индукция $$B$$

Решение:

Сила Ампера вычисляется по формуле:

\[ F = I \cdot l \cdot B \cdot \sin \alpha \]

Выразим магнитную индукцию $$B$$:

\[ B = \frac{F}{I \cdot l \cdot \sin \alpha} \]

Подставим значения:

\[ B = \frac{4,5 \text{ Н}}{2 \text{ А} \cdot 0,4 \text{ м} \cdot \sin 30^{\circ}} = \frac{4,5}{2 \cdot 0,4 \cdot 0,5} \text{ Тл} = \frac{4,5}{0,4} \text{ Тл} = 11,25 \text{ Тл} \]

Ответ: Магнитная индукция поля составляет 11,25 Тл.

3. Колебательный контур

Из графика видно:

• Амплитуда колебаний силы тока: $$I_0 = 0,05 \text{ А}$$
• Период колебаний: $$T = 6 \text{ мс} = 6 \times 10^{-3} \text{ с}$$

Расчеты:

• Частота: $$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{6 \times 10^{-3} \text{ с}} \approx 166,67 \text{ Гц}$$
• Длина волны: $$\lambda = c \cdot T = (3 \times 10^8 \text{ м/с}) \cdot (6 \times 10^{-3} \text{ с}) = 1,8 \times 10^6 \text{ м} = 1800 \text{ км}$$

Ответ: Период $$T = 6 \text{ мс}$$, частота $$f \approx 166,67 \text{ Гц}$$, амплитуда $$I_0 = 0,05 \text{ А}$$, длина волны $$\lambda = 1800 \text{ км}$$.

4. Частота красного света

Дано:

• Длина волны $$\lambda = 750 \text{ нм} = 750 \times 10^{-9} \text{ м}$$
• Скорость света $$c = 3 \times 10^8 \text{ м/с}$$

Найти:

• Частота $$f$$

Решение:

Используем формулу:

\[ c = \lambda \cdot f \]

Выразим частоту:

\[ f = \frac{c}{\lambda} \]

Подставим значения:

\[ f = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{750 \times 10^{-9} \text{ м}} = \frac{3}{750} \times 10^{17} \text{ Гц} = 0,004 \times 10^{17} \text{ Гц} = 4 \times 10^{14} \text{ Гц} \]

Ответ: Частота красного света равна $$4 \times 10^{14} \text{ Гц}$$.

5. Линзы

а)

• Линза с оптической силой -0,5 дптр и -1,5 дптр являются рассеивающими (оптическая сила отрицательная).
• Линза с оптической силой 2 дптр является собирающей (оптическая сила положительная).

б) Для построения изображения предмета АВ в линзе (рис. 2) необходимо знать тип линзы (собирающая или рассеивающая) и положение предмета относительно фокусов. На схеме изображены фокусы (F), но нет самой линзы и предмета АВ. Если предположить, что линза собирающая и предмет находится между оптическим центром и фокусом, то изображение будет мнимым, увеличенным и прямым. Если предмет находится дальше фокуса, изображение будет действительным, перевернутым.

6. Дисперсия света

а)

• Дисперсия света — это зависимость показателя преломления среды от длины волны (или частоты) света.
• Физическая причина различия цветов окружающих нас тел заключается в том, что разные вещества по-разному поглощают и отражают свет различных длин волн. Цвет тела определяется той частью спектра, которая им отражается.

б)

Дано:

• Угол падения $$ \alpha = 60^{\circ}$$
• Угол преломления $$ \beta = 45^{\circ}$$

Найти:

• Относительный показатель преломления $$n$$

Решение:

По закону Снеллиуса:

\[ n = \frac{\sin \alpha}{\sin \beta} \]

Подставим значения:

\[ n = \frac{\sin 60^{\circ}}{\sin 45^{\circ}} = \frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = \sqrt{\frac{3}{2}} \approx \sqrt{1,5} \approx 1,2247 \]

Округляем до сотых:

\[ n \approx 1,22 \]

Ответ: Относительный показатель преломления равен примерно 1,22.