Электромагнитные волны
9.1. Скорость распространения электромагнитных волн в некоторой среде составляет υ = 250 мм/с. Определить длину волны электромагнитных волн в этой среде, если их частота в вакууме ν0 = 1 МГц. Ответ: 250м.
9.2. Для демонстрации преломления электромагнитных волн Герц применял призму, изготовленную из парафина. Определить показатель преломления парафина, если его диэлектрическая проницаемость ε= 2 и магнитная проницаемость μ = 1. Ответ: 1,41.
9.3. Электромагнитная волна с частотой ν = 5 МГц переходит из немагнитной среды с диэлектрической проницаемостью ε= 2 в вакуум. Определить приращение ее длины волны. Ответ: 17,6 м.
9.4. Радиолокатор обнаружил в море подводную лодку, отраженный сигнал от которой дошел до него за t = 36 мкс. Учитывая, что диэлектрическая проницаемость воды ε= 81, определить расстояние от локатора до подводной лодки. Ответ: 600 м.
9.5. После того как между внутренним и внешним проводниками кабеля поместили диэлектрик, скорость распространения электромагнитных волн в кабеле уменьшилась на 63 %. Определить диэлектрическую восприимчивость вещества прослойки. Ответ: 6,3.
9.6. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью С = 0,5 нФ и катушку индуктивностью L = 0,4 мГн. Определить длину волны излучения, генерируемого контуром. Ответ: 843 м.
9.7. Определить длину электромагнитной волны в вакууме на которую настроен колебательный контур, если максимальный заряд на обкладках конденсатора Qm = 50 нКл, а максимальная сила тока в контуре IA = 1,5 А. Активным сопротивлением контура пренебречь.Ответ: 62,8 м.
9.8. Длина λ электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен колебательный контур, равна 12 м. Пренебрегая активным сопротивлением контура, определить максимальный заряд Qm на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока в контуре Im= 1 А. Ответ: 6,37 нКл.
9.9. Два параллельных провода, одни концы которых изолированы, погружены в трансформаторное масло, а вторые индуктивно соединены с генератором электромагнитных колебаний частотой 505 МГц, погружены в трансформаторное масло. При соответствующем подборе частоты колебаний в системе возникают стоячие волны. Расстояние между двумя пучностями стоячих волн на проводах равно 20 см. Принимая магнитную проницаемость масла равной единице, определить его диэлектрическую проницаемость. Ответ: 2,2.
9.10. Два параллельных провода, одни концы которых изолированы, а вторые индуктивно соединены с генератором электромагнитных колебаний, погружены в спирт. При соответствующем подборе частоты колебаний в системе возникают стоячие волны. Расстояние между двумя узлами стоячих волн на проводах равно 40 см. Принимая диэлектрическую проницаемость спирта ε = 26, а его магнитную проницаемость μ= 1, определить частоту колебаний генератора. Ответ: 73,5 МГц.
9.11. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны равна 10 В/м. Определить амплитуду напряженности магнитного поля волны. Ответ: 0,265 А/м.
9.12. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля волны равна 1 мА/м. Определить амплитуду напряженности электрического поля волны. Ответ: 0,377 В/м.
9.13. Плоская монохроматическая электромагнитная волна распространяется вдоль оси х. Амплитуда напряженности электрического поля волны E0 = 5 мВ/м, амплитуда напряженности магнитного поля волны H0 = 1 мА/м. Определить энергию, перенесенную волной за время t = 10 мин через площадку, расположенную перпендикулярно оси x, площадью поверхности S = 15 см2. Период волны T<<t. Ответ: W = E0H0·St/2 = 2,25 мкДж.
9.14. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны составляет 50 мВ/м. Определить интенсивность волны I, т. е. среднюю энергию, проходящую через единицу поверхности в единицу времени. Ответ: 33,1 мкВт/м2.
9.15. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля составляет 5 мА/м. Определить интенсивность волны I (см. задачу 9.14). Ответ: 4,71 мВт/м2.
Индивидуальные задания
Тема 1. Электростатика.
| 1.1, 1.19, 1.38, 1.57 | 1.11, 1.29, 1.48, 1.67 | 1.12, 1.29, 1.46, 1.63 | |||
| 1.2, 1.20, 1.39, 1.58 | 1.12, 1.30, 1.49, 1.68 | 1.10, 1.27, 1.44, 1.62 | |||
| 1.3, 1.21, 1.40, 1.59 | 1.13, 1.31, 1.50, 1.69 | 1.8, 1.25, 1.42, 1.61 | |||
| 1.4, 1.22, 1.41, 1.60 | 1.14, 1.32, 1.51, 1.70 | 1.6, 1.23, 1.40, 1.60 | |||
| 1.5, 1.23, 1.42, 1.61 | 1.15, 1.33, 1.52, 1.69 | 1.4, 1.21, 1.38, 1.59 | |||
| 1.6, 1.24, 1.43, 1.62 | 1.16, 1.34, 1.53, 1.68 | 1.2, 1.19, 1.39, 1.57 | |||
| 1.7, 1.25, 1.44, 1.63 | 1.17, 1.35, 1.54, 1.67 | 1.1, 1.20, 1.41, 1.58 | |||
| 1.8, 1.26, 1.45, 1.64, | 1.18, 1.36, 1.55, 1.66 | 1.3, 1.22, 1.43, 1.6 | |||
| 1.9, 1.27, 1.46, 1.65, | 1.16, 1.33, 1.50, 1.65 | 1.5, 1.24, 1.45, 1.62 | |||
| 1.10, 1.28, 1.47, 1.66 | 1.14, 1.31, 1.48, 1.64 | 1.7, 1.26, 1.47, 1.64 |
Тема 2. Постоянный электрический ток.
Тема 3. Электрические токи в металлах, в вакууме и газах.
| , 1 | 2.1, 2.8, 2.15 | 2.4, 2.16, 3.4 | 2.2, 2.10, 2.16 | ||
| 2.2, 2.9, 2.16 | 2.5, 2.17, 3.3 | 2.1, 2.9, 2.17 | |||
| 2.3, 2.10, 2.17 | 2.6, 2.8, 2.14 | 2.8, 2.15, 3.6 | |||
| 2.4, 2.11, 3.1 | 2.7, 2.12, 2.17 | 2.1, 2.14, 3.5 | |||
| 2.5, 2.12, 3.4 | 2.8, 2.16, 3.1 | 2.2, 2.13, 3.4 | |||
| 2.6, 2.13, 3.3 | 2.7, 2.15, 3.2 | 2.3, 2.12, 3.3 | |||
| 2.7, 2.14, 3.4 | 2.6, 2.14, 3.3 | 2.4, 2.11, 3.2 | |||
| 2.1, 2.14, 3.5 | 2.5, 2.13, 3.4 | 2.5, 2.10, 3.1 | |||
| 2.2, 2.13, 3.6 | 2.4, 2.12, 3.5 | 2.6, 2.9, 2.15 | |||
| , 10 | 2.3, 2.15, 3.5 | 2.3, 2.11, 3.6 | 2.7, 2.16, 3.5 |
Тема 4. Магнитное поле.
| , 1 | 4.1, 4.22, 4.41 | 4.11, 4.32, 4.51 | 4.1, 4.29, 4.57 | ||
| 4.2, 4.23, 4.42 | 4.12, 4.33, 4.52 | 4.2, 4.30, 4.56 | |||
| 4.3, 4.24, 4.43 | 4.13, 4.34, 4.53 | 4.3, 4.31, 4.55 | |||
| 4.4, 4.25, 4.44 | 4.14, 4.35, 4.54 | 4.4, 4.32, 4.44 | |||
| 4.5, 4.26, 4.45 | 4.15, 4.36, 4.55 | 4.5, 4.33, 4.53 | |||
| 4.6, 4.27, 4.46 | 4.16, 4.37, 4.56 | 4.6, 4.34, 4.52 | |||
| 4.7, 4.28, 4.47 | 4.17, 4.38, 4.57 | 4.7, 4.35, 4.51 | |||
| 4.8, 4.29, 4.48 | 4.18, 4.39, 4.58 | 4.8, 4.36, 4.50 | |||
| 4.9, 4.30, 4.49 | 4.19, 4.40, 4.59 | 4.9, 4.37, 4.49 | |||
| , 10 | 4.10, 4.31, 4.50 | 4.20, 4.41, 4.58 | 4.10, 4.38, 4.48 |
Тема 5. Электромагнитная индукция.
Тема 6. Магнитные свойства вещества.
Тема 7. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля.
| , 1 | 5.1, 5.18, 5.35 | 5.11, 5.28, 6.8 | 5.4, 5.31, 6.5 | ||
| 5.2, 5.19, 5.36 | 5.12, 5.29, 7.1 | 5.5, 5.30, 6.4 | |||
| 5.3, 5.20, 5.37 | 5.13, 5.30, 7.2 | 5.6, 5.29, 6.3 | |||
| 5.4, 5.21, 6.1 | 5.14, 5.31, 7.3 | 5.7, 5.28, 6.2 | |||
| 5.5, 5.22, 6.2 | 5.15, 5.32, 7.4 | 5.8, 5.27, 6.1 | |||
| 5.6, 5.23, 6.3 | 5.16, 5.33, 7.5 | 5.9, 5.35, 7.1 | |||
| 5.7, 5.24, 6.4 | 5.17, 5.34, 7.6 | 5.10, 5.36, 7.2 | |||
| 5.8, 5.25, 6.5 | 5.1, 5.35, 6.8 | 5.11, 5.37, 7.3 | |||
| 5.9, 5.26, 6.7 | 5.2, 5.33, 6.7 | 5.12, 5.26, 7.4 | |||
| , 10 | 5.10, 5.27, 6.8 | 5.3, 5.32, 6.6 | 5.13, 5.25, 7.5 |
Тема 8. Электромагнитные колебания.
Тема 9. Электромагнитные волны.
| , 1 | 8.1, 8.15, 9.1 | 8.11, 8.25, 9.11 | 8.10, 8.23, 9.6 | ||
| 8.2, 8.16, 9.2 | 8.12, 8.26, 9.12 | 8.9, 8.22, 9.7 | |||
| 8.3, 8.17, 9.3 | 8.13, 8.27, 9.13 | 8.8, 8.21, 9.8 | |||
| 8.4, 8.18, 9.4 | 8.14, 8.28, 9.14 | 8.7, 8.20, 9.9 | |||
| 8.5, 8.19, 9.5 | 8.15, 8.29, 9.15 | 8.6, 8.19, 9.10 | |||
| 8.6, 8.20, 9.6 | 8.15, 8.28, 9.1 | 8.5, 8.18, 9.11 | |||
| 8.7, 8.21, 9.7 | 8.14, 8.27, 9.2 | 8.4, 8.17, 9.12 | |||
| 8.8, 8.22, 9.8 | 8.13, 8.26, 9.3 | 8.3, 8.16, 9.13 | |||
| 8.9, 8.23, 9.9 | 8.12, 8.25, 9.4 | 8.2, 8.15, 9.14 | |||
| , 10 | 8.10, 8.24, 9.10 | 8.11, 8.24, 9.5 | 8.1, 8.14, 9.15 |
Литература
1. Волькенштейн В.С. Сборник задач по курсу физики. – СПб.: СпецЛит, 2001.
2. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. – М.: «Оникс 21 век», «Мир и Образование», 2003.
3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Интеграл-пресс, 1977.
ПРИЛОЖЕНИЕ