Giải Tự luận Bài 7. Sóng điện từ (trang 27, 28) – SBT Vật lí 11 Chân trời sáng tạo. Gợi ý: Vận dụng công thức tính bước sóng.
Câu hỏi/Đề bài:
7.1
Đề bài:
Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là c=3.108 m/s.
a) Tính bước sóng của một ảnh sáng có tần số f=6.1014 Hz.
b) Bước sóng của ánh sáng này bằng bao nhiêu khi truyền trong nước có chiết suất bằng \(\frac{4}{3}\) ?
Phương pháp giải
Vận dụng công thức tính bước sóng
Lời giải:
a) Bước sóng của một ánh sáng: \(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{{{3.10}^8}}}{{{{6.10}^{14}}}} = {5.10^{ – 7}}m\)
b) Bước sóng của ánh sáng khi truyền trong nước:
\({\lambda _n} = \frac{v}{f} = \frac{{\frac{c}{n}}}{f} = \frac{\lambda }{n} = \frac{{{{5.10}^{ – 7}}}}{{\frac{4}{3}}} = 3,{75.10^{ – 7}}m\)
7.2
Đề bài:
Biết cường độ của vi sóng tối đa không gây nguy hiểm cho cơ thể người khi bị phơi nhiễm là 1,5 W/m2 . Một radar phát vi sóng có công suất 10 W, xác định khoảng cách tối thiểu từ người đến radar để đảm bảo an toàn cho người?
Phương pháp giải
Sử dụng công thức tính cường độ âm
Lời giải:
Ta có: \({I_{\max }} = \frac{P}{{4\pi r_{\min }^2}} \Rightarrow \frac{{10}}{{4\pi r_{\min }^2}} = 1,5W/{m^2} \Rightarrow {r_{\min }} = 72,8cm\)
7.3
Đề bài:
Một trạm không gian đo được cường độ của bức xạ điện tử phát ra từ một ngôi sao bằng 5,0.103 W/m2 . Cho biết công suất bức xạ trung bình của ngôi sao này bằng 2,5.1025 W. Giả sử ngôi sao này phát bức xạ đẳng hướng, tính khoảng cách từ ngôi sao này đến trạm không gian
Phương pháp giải
Sử dụng công thức tính cường độ âm
Lời giải:
Ta có: \(I = \frac{P}{{4\pi {r^2}}} \Rightarrow \frac{{2,{{5.10}^{25}}}}{{4\pi {r^2}}} = {5.10^3}W/{m^2} \Rightarrow r = {2.10^{10}}m\)
7.4
Đề bài:
Một máy phát sóng vô tuyến AM đẳng hướng trong không gian. Ở khoảng cách 30,0 km từ máy phát này, ta nhận được sóng có cường độ bằng 4,42.10-6 W/m2. Tính công suất của máy phát này
Phương pháp giải
Sử dụng công thức tính cường độ âm
Lời giải:
Ta có: \(I = \frac{P}{{4\pi {r^2}}} \Rightarrow \frac{P}{{4\pi {{({{30.10}^3})}^2}}} = 4,{42.10^{ – 6}}W/{m^2} \Rightarrow P = 50kW\)
7.5
Đề bài:
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS – Global Positioning System) gồm 24 vệ tinh nhân tạo. Mỗi vệ tinh thực hiện hai vòng quay quanh Trái Đất trong một ngày ở độ cao 2,02.107 m đối với mặt đất và phát tín hiệu điện từ đẳng hưởng có công suất 25 W về phía mặt đất. Một trong các tín hiệu điện từ này có tần số 1575,42 MHz.
a) Tính cường độ tín hiệu điện tử nhận được ở trạm thu sóng tại một vị trí trên mặt đất ngay ở phía dưới một vệ tinh.
b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng bao nhiêu?
Phương pháp giải
Sử dụng công thức tính cường độ âm
Lời giải:
a) Ta có: \(I = \frac{P}{{4\pi {r^2}}} = \frac{{25}}{{4\pi {{(2,{{02.10}^7})}^2}}} = 4,{88.10^{ – 15}}W/{m^2}\)
Vậy cường độ tín hiệu điện tử nhận được ở trạm thu sóng tại một vị trí trên mặt đất ngay ở phía dưới một vệ tinh là 4,88.10−15W/m2
b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng:
\(\lambda = \frac{{{{3.10}^8}}}{{1575,{{42.10}^6}}} = 0,19m\)