Механические волны.
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
Темы кодификатора ЕГЭ: механические волны, длина волны, звук.
Механические волны — это процесс распространения в пространстве колебаний частиц упругой среды (твёрдой, жидкой или газообразной).
Наличие у среды упругих свойств является необходимым условием распространения волн: деформация, возникающая в каком-либо месте, благодаря взаимодействию соседних частиц последовательно передаётся от одной точки среды к другой. Различным типам деформаций будут соответствовать разные типы волн.
Продольные и поперечные волны.
Волна называется продольной, если частицы среды колеблются параллельно направлению распространения волны. Продольная волна состоит из чередующихся деформаций растяжения и сжатия. На рис. 1 показана продольная волна, представляющая собой колебания плоских слоёв среды; направление, вдоль которого колеблются слои, совпадает с направлением распространения волны (т. е. перпендикулярно слоям).
![]() |
| Рис. 1. Продольная волна |
Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Поперечная волна вызывается деформациями сдвига одного слоя среды относительно другого. На рис. 2 каждый слой колеблется вдоль самого себя, а волна идёт перпендикулярно слоям.
![]() |
| Рис. 2. Поперечная волна |
Продольные волны могут распространяться в твёрдых телах, жидкостях и газах: во всех этих средах возникает упругая реакция на сжатие, в результате которой появятся бегущие друг за другом сжатия и разрежения среды.
Однако жидкости и газы, в отличие от твёрдых тел, не обладают упругостью по отношению к сдвигу слоёв. Поэтому поперечные волны могут распространяться в твёрдых телах, но не внутри жидкостей и газов*.
Важно отметить, что частицы среды при прохождении волны совершают колебания вблизи неизменных положений равновесия, т. е. в среднем остаются на своих местах. Волна, таким образом, осуществляет
перенос энергии, не сопровождающийся переносом вещества.
Наиболее просты для изучения гармонические волны. Они вызываются внешним воздействием на среду, меняющимся по гармоническому закону. При распространении гармонической волны частицы среды совершают гармонические колебания с частотой, равной частоте внешнего воздействия. Гармоническими волнами мы в дальнейшем и ограничимся.
Рассмотрим процесс распространения волны более подробно. Допустим, что некоторая частица среды (частица ) начала совершать колебания с периодом
. Действуя на соседнюю частицу
она потянет её за собой. Частица
в свою очередь, потянет за собой частицу
и т. д. Так возникнет волна, в которой все частицы будут совершать колебания с периодом
.
Однако частицы имеют массу, т. е. обладают инертностью. На изменение их скорости требуется некоторое время. Следовательно, частица в своём движении будет несколько отставать от частицы
, частица
будет отставать от частицы
и т. д. Когда частица
пустя время
завершит первое колебание и начнёт второе, своё первое колебание начнёт частица
, находящаяся от частицы
на некотором расстоянии
.
Итак, за время, равное периоду колебаний частиц, возмущение среды распространяется на расстояние . Это расстояние называется длиной волны. Колебания частицы
будут идентичны колебаниям частицы
колебания следующей частицы
будут идентичны колебаниям частицы
и т. д. Колебания как бы воспроизводят себя на расстоянии
можно назвать пространственным периодом колебаний; наряду с временным периодом
она является важнейшей характеристикой волнового процесса. В продольной волне длина волны равна расстоянию между соседними сжатиями или разрежениями (рис. 1). В поперечной — расстоянию между соседними горбами или впадинами (рис. 2). Вообще, длина волны равна расстоянию (вдоль направления распространения волны) между двумя ближайшими частицами среды, колеблющимися одинаково (т. е. с разностью фаз, равной
).
Скоростью распространения волны называется отношение длины волны к периоду колебаний частиц среды:
.
Частотой волны называется частота колебаний частиц:
.
Отсюда получаем связь скорости волны, длины волны и частоты:
. (1)
| На поверхности жидкости могут существовать волны особого типа, похожие на поперечные — так называемые поверхностные волны. Они возникают под действием силы тяжести и силы поверхностного натяжения. |
Звук.
Звуковыми волнами в широком смысле называются всякие волны, распространяющиеся в упругой среде. В узком смысле звуком называют звуковые волны в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц, воспринимаемые человеческим ухом. Ниже этого диапазона лежит область инфразвука, выше — область ультразвука.
К основным характеристикам звука относятся громкость и высота.
Громкость звука определяется амплитудой колебаний давления в звуковой волне и измеряется в специальных единицах —децибелах (дБ). Так, громкость 0 дБ является порогом слышимости, 10 дБ — тиканье часов, 50 дБ — обычный разговор, 80 дБ — крик, 130 дБ — верхняя граница слышимости (так называемый болевой порог).
Тон — это звук, который издаёт тело, совершающее гармонические колебания (например, камертон или струна). Высота тона определяется частотой этих колебаний: чем выше частота, тем выше нам кажется звук. Так, натягивая струну, мы увеличиваем частоту её колебаний и, соответственно, высоту звука.
Скорость звука в разных средах различна: чем более упругой является среда, тем быстрее в ней распространяется звук. В жидкостях скорость звука больше, чем в газах, а в твёрдых телах — больше, чем в жидкостях.
Например, скорость звука в воздухе при равна примерно 340 м/с (её удобно запомнить как «треть километра в секунду»)*. В воде звук распространяется со скоростью около 1500 м/с, а в стали — около 5000 м/с.
Заметим, что частота звука от данного источника во всех средах одна и та же: частицы среды совершают вынужденные колебания с частотой источника звука. Согласно формуле (1) заключаем тогда, что при переходе из одной среды в другую наряду со скоростью звука изменяется длина звуковой волны.
| Если хочешь найти расстояние до грозовых туч в километрах, посчитай, через сколько секунд после молнии придёт гром, и раздели полученное число на три. |
Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Механические волны.» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из разделов нашего сайта.
Публикация обновлена:
08.03.2023
Данная тема посвящена механическим волнам и их основным
характеристикам.
Ранее говорилось о колебаниях и колебательных системах. Колебательная
система — это физическая система, в которой при отклонении от положения равновесия
возникают и существуют колебания.
Реальные колебательные системы практически всегда расположены
в какой-либо среде. Поэтому колебательная система может отдавать энергию
частицам среды, непосредственно прилегающим к ней, вызывая их вынужденные колебания.
Например, движение качелей происходит в воздухе, и, стоя возле них, можно
ощущать движение воздуха.
Между молекулами вещества существуют силы взаимодействия,
которые определяют его упругие свойства.
Если какие-то частицы в упругой среде выводятся из положения
равновесия, то силы взаимодействия со стороны соседних частиц препятствуют этому
и одновременно сами смещают соседние частицы. Вследствие взаимодействия
между частицами колебательное движение передается от одной частицы к
другой, и колебательный процесс распространяется в среде.
Процесс распространения колебаний в упругой среде, называется
механической волной.
А тела, которые вызывают распространяющиеся в среде упругие механические
волны, называются источниками волн или вибраторами.
В качестве модели возникновения и распространения
механической волны можно рассмотреть движение двух поплавков на поверхности
воды. Погрузим один из них в воду так, чтобы поплавок начал колебаться
вверх-вниз. Вместе с поплавком смещаются соприкасающиеся с ним частицы воды,
которые вовлекают в движение ближайшие к ним другие частицы, и от поплавка по
всем направлениям распространяются волны. Эти волны вовлекают в колебательное
движение второй поплавок, и от него появляются такие же волны.
Обратите внимание на то, что оба поплавка только колеблются
возле положения равновесия, а волны распространяются от них во всех
направлениях.
Рассмотрим модель еще более простой механической волны,
которая распространяется только в одном направлении. Для этого возьмем
резиновый шнур с нанизанными на него бусинами, один конец закрепим, а второй
конец будем периодически двигать вверх-вниз возле положения равновесия
В качестве источника колебаний выступает рука, и пусть ее
колебания, а, следовательно, колебания ближайшей от нее бусины, происходят
вдоль оси Oy по закону синуса.
В записанном уравнении A — это
амплитуда колебания бусины, которая подвержена нашим воздействиям, аргумент
синуса — это фаза колебания, а T — период колебаний.
На рисунке видны положения бусин на шнуре через определенную
часть периода колебаний.
Из рисунка видно, что при распространении волны, во-первых,
смещение каждой точки шнура от положения равновесия происходит с течением
времени периодически; а во-вторых, смещения всех точек шнура в каждый
момент времени периодически изменяются от точки к точке, то есть являются периодической
функцией координат.
Иногда говорят, что при распространении волны происходит
перемещение фазы колебания от точки к точке с определенной скоростью.
Фазовой скоростью называется скорость
распространения какой-либо фазы от одной точки среды к другой.
Геометрическое место точек среды, колеблющихся в одинаковых
фазах, образуют волновую поверхность.
А волновая поверхность, отделяющая колеблющиеся частицы среды
от частиц, которые еще не начали колебаться, называют фронтом волны.
В зависимости от формы фронта волны, различают волны плоские,
сферические и так далее.
В плоской волне волновые поверхности представляют
собой плоскости, перпендикулярные к направлению распространения волны.
А в сферической волне волновые поверхности представляют
собой концентрические сферы. Такая волна распространяется с одинаковой
скоростью по всем направлениям.
Распространение колебательного движения в среде с
определенной скоростью называется бегущей волной.
Рассмотрим ее более подробно. Пусть волна вдоль шнура
распространилась до точки с координатой х. Бусина в этой точке имеет
такую же фазу колебаний, как и первая, но в более поздний момент времени
распространения волны, то есть отстает во времени на x/v.
Следовательно, уравнение колебаний бусины вдоль оси Oy около положения ее равновесия, имеющего координату x, будет повторять уравнение колебаний первой бусины, но
с соответствующим отставанием по фазе.
Это уравнение называют уравнением плоской бегущей
монохроматической волны, при этом полагают, что затуханием волны в процессе
ее распространения можно пренебречь.
Важно понимать, что при распространении бегущей механической
волны частицы среды не перемещаются вместе с волной, а только совершают
колебания около своих положений устойчивого равновесия. Поэтому бегущая
волна не переносит вещество, а переносит энергию колебательного
движения.
В зависимости от направления колебаний
частиц среды относительно направления распространения волны, различают поперечные
и продольные волны.
Поперечной волной называется распространение колебательного
процесса в среде, при котором частицы среды колеблются перпендикулярно
направлению распространения волны. Рассмотренный пример колебаний шнура
является моделью возникновения и распространения поперечной волны.
Продольной волной называется распространение
колебательного процесса в среде, при котором частицы среды колеблются вдоль
направления распространения волны. Примером продольных волн может служить
распространение колебательного процесса вдоль ряда шариков, которые скреплены
друг с другом одинаковыми пружинками.
Вид волны зависит от вида деформации среды. Продольные
волны обусловлены деформацией растяжения и сжатия, поперечные
— деформацией сдвига. Поэтому в газах и жидкостях, в которых
упругие силы возникают только при сжатии, распространение поперечных волн
невозможно. А продольные волны могут возникать и распространяться в веществе,
находящимся в любом состоянии: твердом, жидком и газообразном.
Необходимо отметить, что распространение
механических волн определяется передачей энергии колебательного движения от
одной частицы к другой. Эта переносимая волной энергия равна сумме
кинетических энергий колеблющихся частиц и потенциальной энергии упругой
деформации среды.
И так, механическая волна — это процесс
распространения колебательного движения в среде от частицы к частице,
обусловленный взаимодействием между ними. Следовательно, скорость
распространения механических волн в среде должна зависеть от сил взаимодействия
между частицами среды.
При рассмотрении механических деформаций говорилось, что силы
взаимодействия в веществе зависят от свойств молекул или атомов и расстояний,
на которых они находятся. А опыты по изучению механических волн показывают, что
скорость их распространения в однородной среде тем больше, чем меньше
плотность вещества и чем более упругим оно является.
Так как различные виды упругой деформации характеризуются
количественно отличающимися коэффициентами, то поэтому, например, в твердых
телах продольные волны распространяются быстрее, чем поперечные.
Волне присущи все характеристики, которые
соответствуют колебательному движению: амплитуда, период колебания
и частота.
Амплитуда — это максимальное смещение тела от
положения равновесия.
Промежуток времени, в течение которого тело совершает одно
полное колебание — это период.
А число колебаний в единицу времени называется частотой
колебаний.
Также для характеристики волн применяют понятие «длина
волны», которое можно ввести двумя способами:
И так, длиной волны называется расстояние, на которое распространяется
колебательный процесс в среде за время, равное периоду колебаний ее частиц;
Или длина волны — это расстояние между двумя
ближайшими точками бегущей волны, которые колеблются в одинаковой фазе.
В том, что эти два варианта определения длины волны
равноправны, легко убедиться, проанализировав развитие волнового процесса,
представленного на рисунке.
Если известны период и скорость распространения волны, то,
согласно первому варианту определения, длины волны равна произведению ее
скорости и периода.
Период волны определяется источником колебаний, а скорость
обусловлена свойствами среды, поэтому при распространении колебательного
процесса из одной среды в другую изменяются и скорость, и длина волны, а вот
частота и период не изменяются.
Также механическим волнам присущи явления интерференции и
дифракции, которые являются характерными признаками волновых процессов любой
природы.
Интерференция представляет собой явление увеличения
или уменьшения амплитуды результирующей волны в результате сложения двух или
нескольких волн с одинаковыми периодами колебаний.
Для наблюдения интерференционного максимума, то есть
увеличения амплитуды, необходимо, чтобы разность хода волн равнялась целому
числу длин волн.
А для наблюдения минимума, разность хода должна равняться
нечетному числу длин полуволн.
При этом необходимым условием интерференции является когерентность
двух источников, то есть они должны испускать волны одинаковой
частоты с постоянной разностью фаз.
Дифракция представляет собой явление отклонения волн
от прямолинейного распространения и огибание ими препятствий. При этом следует
помнить, что явление дифракции проявляется только тогда, когда размеры
препятствий соизмеримы с длиной волны.
Волны, как и колебания, не могут существовать бесконечно
долго. В окружающем мире мы часто наблюдаем возникновение и исчезновение
(затухание) волн. Затуханием волны называется уменьшение ее
амплитуды в процессе распространения. Колебательному движению частиц среды
препятствуют силы сопротивления, в результате этого энергия колебательного
движения частиц переходит во внутреннюю энергию вещества, и волны затухают.
Основные выводы:
Вспомнили, что называют механической волной. Рассмотрели особенности
распространения волн. А также повторили виды волн и их основные характеристики.
Прочитайте текст и выполните задания 1-3
Волна: продольная и поперечная.
Начнем с того, что волна – это распространение колебания в пространстве. Волны бывают механическими и электромагнитными. Механические волны – это те волны, колебания которых можно почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде. (…), звук. Когда звук распространяется внутри какого-либо вещества, мы можем ощутить его прикосновением. Представьте, что вы стоите на железнодорожных путях. Нет, вы не Анна Каренина, вы – экспериментатор. Если к вам приближается поезд, вы рано или поздно его услышите. Вернее, услышите, как только звуковая волна со скоростью 𝑣 = 330 м/с достигнет ваших ушей. Если приложить ухо к рельсу, то это произойдет значительно быстрее, потому что скорость звука в твердом теле больше, чем в воздухе. Кстати, под водой скорость звука больше, чем в воздухе, но меньше, чем в твердых телах. Если вы когда-нибудь трогали музыкальную колонку, то знаете, что звук чувствуется и на ощупь.
Электромагнитные волны – это те волны, которые мы потрогать не можем. Например, радиоволны, Wi-Fi и свет. Для них работают все те же самые законы, просто их скорость значительно больше и равна скорости света c = 3 · 108 м/с. И источники у них разные.
Волны также принято делить на продольные и поперечные.
Продольные – это те волны, у которых колебание происходит вдоль направления распространения волны. Дрожание окон во время грома или сейсмические волны (землетрясения) – это пример продольных волн.
Поперечные – волны, у которых колебание происходит поперек направления распространения волны. Представьте, что вы запустили волну из людей на стадионе – она будет поперечной. Видимый свет и дрожание гитарной струны – тоже поперечные волны.
1. Самостоятельно подберите вводное слово, которое должно стоять на месте пропуска в третьем (3) предложении текста. Запишите это слово
2. В тексте выделено пять слов. Укажите варианты ответов, в которых лексическое значение выделенного слова соответствует его значению
в данном тексте. Запишите номера ответов.
1) ВОЛНА. Водяной вал, образуемый колебанием водной поверхности. Шум волн. Гребень волны.
2) СРЕДА. Окружающие социально-бытовые условия, обстановка. Социальная среда. Из рабочей среды.
3) ПУТЬ. Направление деятельности развития чего-нибудь образ действий. Путь развития. Направить на путь истины.
4) ОКНО. Отверстие в стене для света и воздуха. Большое окно. Комната в два окна.
5) СТРУНА. В музыкальном инструменте: упруго натянутая нить, при колебаниях издающая звук определенной высоты. Перебирать струны.
3. Укажите варианты ответов, в которых даны верные характеристики фрагмента текста. Запишите номера ответов.
1) Последний и предпоследний абзацы связаны причинно-следственными отношениями.
2) Текст относится к официально-деловому стилю речи, что подтверждается сухостью изложения материала, отсутствием средств выразительности речи. 3) Текст написан в научном стиле и даёт читателям представление о типах волн в физике.
4) Используемые в тексте синтаксические средства: ряды однородных членов, сложноподчинённые предложения – делают рассуждение логичным, последовательным.
5) В тексте особая роль принадлежит вводным словам, указывающим на отношение к высказыванию (например, кстати), а также подчинительным предложениям, помогающим автору сделать мысль более ясной и четкой, а позицию – более убедительной.
4. Укажите варианты ответов, в которых верно выделена буква, обозначающая ударный гласный звук. Запишите номера ответов.
1) нАчавший 2) дОнельзя 3) откупОрил 4) красИвее 5) знАчимый
5. В одном из приведённых ниже предложений НЕВЕРНО употреблено выделенное слово. Исправьте лексическую ошибку, подобрав к выделенному слову пароним. Запишите подобранное слово.
Изучение поведения животных в условиях арктического моря ПРЕДОСТАВЛЯЕТ огромный научный интерес.
Было тепло, почти жарко; молодые блестящие листочки сами, торопясь, ОДЕЛИ деревья.
Любовь Татьяны вначале была БЕЗОТВЕТНОЙ.
Мысль о возможной утрате этого образа была для него НЕСТЕРПИМА.
В последнее время значительно снижается арендная ПЛАТА за жильё.
6. Отредактируйте предложение: исправьте лексическую ошибку, исключив лишнее слово. Запишите подобранное вами слово.
После окончания школы Иван смутно представлял свои перспективы на будущее, потому что ещё не выбрал профессию.
7. В одном из выделенных ниже слов допущена ошибка в образовании формы слова. Исправьте ошибку и запишите слово правильно.
более ТРЁХСОТ книг
пять ЯБЛОК
подобно ЕМУ
у ЗНАМЕНИ полка
КРАСИВШЕ других
8. Установите соответствие между грамматическими ошибками и предложениями, в которых они допущены: к каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ГРАММАТИЧЕСКИЕ ОШИБКИ
А) неправильное употребление падежной формы существительного с предлогом
Б) нарушение связи между подлежащим и сказуемым В) ошибка в построении сложного предложения
Г) неправильное построение предложения с деепричастным оборотом
Д) ошибка в построении предложения с однородными членами
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1) Вернувшись из Москвы, жизнь Коли перевернулась.
2) Благодаря смене климата бабушке стало легче дышать, гипертония отступила.
3) Тот, кто был в Калининграде, восхищались пронзительно-синим небом.
4) Это была уникальная коллекция марок, которая включала в себя не только изображения флоры и фауны, но и коллекционных моледей машин. 5) Вопреки задуманного плана путники двинулись не по дороге, а через лес. 6) Михаил догнал высокого путника с ружьём за плечами и поинтересовался, что не охотник ли он.
7) Все, кто присутствовал в тот день на концерте, получили автограф.

9) Только еженедельно решая варианты, можно хорошо подготовиться к экзамену.
9. Укажите варианты ответов, в которых во всех словах одного ряда пропущена одна и та же буква. Запишите номера ответов.
1) дипл..мат, к..рзина, акк..мпанемент
2) осл..бев, ск..сить (глаза), б..сиком
3) ст..листический, в..русолог, инт..ллигентный
4) выпл..вка (металла), предн..вогодний, к..мпаньон
5) с..бака, п..лнокровный, бр..вастый
10. Укажите варианты ответов, в которых во всех словах одного ряда пропущена одна и та же буква. Запишите номера ответов.
1) на..шить, на..ломить, по..колоть
2) раз..гнал, пр..хлада, под..брать
3) пере..збрал, от..скал, вз..мать
4) пр..мудрый, пр..писáл, пр..сниться
5) ра..певать, в..битый, в..кормить
11. Укажите варианты ответов, в которых в обоих словах одного ряда пропущена одна и та же буква. Запишите номера ответов.
1) эмал..вый, бессонн..ца
2) податл..вый, удоста..ваться
3) виновн..к, колокольч..к
4) влев.., наутр..
5) грош..вый, кумач..вый
12. Укажите варианты ответов, в которых в обоих словах одного ряда пропущена одна и та же буква. Запишите номера ответов.
1) дорогосто..щая мебель, лица сия..т радостью
2) к нам донос..тся крики, дремл..щие силы
3) мо..щиеся обои, ветры разве..т облака
4) скоропорт..щиеся продукты, (они) та..т
5) он вылет..т, недвиж..мый
13. Определите предложение, в котором НЕ со словом пишется СЛИТНО. Раскройте скобки и выпишите это слово.
Впереди показались (НЕ)ЯСНЫЕ очертания огромных деревьев.
Красота Севера (НЕ)ПОРАЖАЕТ с первого взгляда.
На скалистом берегу никогда (НЕ)УМОЛКАЮЩЕГО океана весной появляются многочисленные гнёзда.
Евгений держится спокойно, он вовсе (НЕ)СМУЩЁН произошедшим. Недолгое знакомство нисколько (НЕ)МЕШАЛО нам разговаривать подружески
14. Определите предложение, в котором оба выделенных слова пишутся СЛИТНО. Раскройте скобки и выпишите эти два слова.
Мелодия, (В)ТЕЧЕНИЕ всего нескольких минут звучавшая в исполнении саксофониста, КАКИМ(ТО) волшебным образом захватила всех присутствующих, не оставив равнодушным ни одного человека. Внимательно посмотри (ВО)КРУГ: наш край ТАК(ЖЕ) прекрасен, как и тот, в который ты когда-то стремился.
(ВО)ВРЕМЯ очередных переговоров участники (ПО)ПРЕЖНЕМУ отстаивали свои позиции.
Здесь уместно объяснить читателю, (ПО)ЧЕМУ я избегаю собственных имён и ДА(ЖЕ) не придумываю вымышленных, как это принято в романах.
(ИЗ)ЗА неверной трактовки профессиональных поступков героя (В)ПОСЛЕДСТВИИ в критике укоренился образ удачливого врачадилетанта.
15. Укажите все цифры, на месте которых пишется НН. Запишите цифры в порядке возрастания.
Бездо(1)ая пропасть, в которую стремительно падала Анна во сне, сильно встревожила ю(2)ую певицу, и весь день после она всё казалась испуга(3)ой и подавле(4)ой.
16. Расставьте знаки препинания. Укажите предложения, в которых нужно поставить ОДНУ запятую. Запишите номера этих предложений.
1) Скорость космического корабля можно сравнить или со скоростью света или со скоростью звука.
2) Старинные серебряные подсвечники и восточные ткани гравюры и ларцы картины и иконы то и дело появлялись в её скромном жилище.
3) Прохлада принесла радость и спокойствие лесным зверям и птицам.
4) Особый стиль характерен для речи экскурсовода музея или картинной галереи.
5) Похолодало и среди дождливой пелены замелькали белые снежинки.
17. Расставьте знаки препинания: укажите все цифры, на месте которых в предложении должны стоять запятые.
Расставшись с друзьями (1) Алексей побрёл по (2) слабо освещённой фонарями (3) улице к своему дому (4) расположенному в самом тёмном закутке.
18. Расставьте знаки препинания: укажите все цифры, на месте которых в предложении должны стоять запятые.
Этот рейс (1) может быть (3) отменят из-за сильной метели. Психолог (1) может быть (2) отличным и внимательным слушателем.
19. Расставьте знаки препинания: укажите все цифры, на месте которых в предложении должны стоять запятые.
Если (1) облако (2) тень (3) которого (4) движется в нашу сторону (5) догонит нас (6) мы неминуемо промокнем.
20. Расставьте знаки препинания: укажите все цифры, на месте которых в предложении должны стоять запятые.
Пастушка допела свою песню (1) и (2) когда коровы перешли на луг (3) где пышно цвёл клевер (4) она решила остановиться здесь (5) и расстелила на траве плед.
21. Найдите предложения, в которых запятая ставится в соответствии с одним и тем же правилом пунктуации. Запишите номера этих предложений.
(1)Ленинградцам, жителям Лесного, в прежние годы часто приходилось встречать в парке седого профессора в очках, с очень внимательными глазами. (2)Он прислушивался к каждому птичьему писку, всматривался в каждую пролетающую бабочку или муху.
(3)Мы, жители большого города, не умеем так хорошо подмечать каждую новую птицу или бабочку, появляющуюся весной, а от его взгляда не ускользала ни одна весенняя лесная новость.
(4)Профессора этого звали Дмитрий Никифорович Кайгородов. (5) Целых пятьдесят лет на его глазах весна сменяла зиму, лето – весну, осень – лето, и опять наступала зима. (6)Птицы улетали и прилетали, цветы и деревья зацветали и отцветали. (7)Дмитрий Никифорович аккуратно записывал все свои наблюдения, когда что случилось, и потом печатал это в газетах.
(8)Он звал и других наблюдать природу, записывать наблюдения и присылать свои записки ему. (9)И сейчас по первому примеру Дмитрия Никифоровича многие любители природы – краеведы, ученые, пионеры и школьники нашей Родины – продолжают вести и собирать такие наблюдения.
(В. Бианки)
Прочитайте текст и выполните задания 22-27.
Между строк (1)У нас не было тетрадок. (2)Воспитательница аккуратно рвала старые книги из нашей детской библиотеки, и мы шили из них тетрадочки, ровно по двенадцать листов.
(3)Мы писали между строк. (4)Чернила расползались на старой бумаге, потому что мы делали их из сажи. (5)Обломки химических грифелей мы хранили только для писем отцам на фронт.
(6)А в книжках, между строк которых мы писали, говорилось о далёких, полузабытых вещах. (7)Там было написано: (8)«Мы дети солнечной страны.
(9)Наши родители трудятся на заводах и на колхозных полях. (10)Мы ходим учиться в школы. (11)Мы читаем по красивым книжкам и пишем на гладких тетрадях о нашем счастье».
(12)Вот так было написано в книгах, между строк которых мы писали. (13)А Витька Свинковский меня однажды спросил:
(14)– Твои родители трудились где – на заводах или на колхозных полях? (15)И оттого, что всё было так непохоже, мы наизусть знали строчки о счастливом детстве. (16)И в один из обычных дней мы, то есть я и Витька Свинковский, почти не сговариваясь, написали отцам в письмах эти хорошие слова. (17)Это было в самую тревожную пору войны. (18)А мы написали о замечательной жизни, о школе, в которой учимся по красивым книжкам и пишем на гладких тетрадях…
(19)Жалко, правда, что не было ни одного чистого листочка для письма. (20)Но мы написали обо всем этом между строк. (21)Мы знали: отцы разберутся.
(А.И. Приставкин)
Анато́лий Игна́тьевич Приста́вкин (1931-2008) – советский и российский писатель, общественный деятель.
22. Какие из высказываний соответствуют содержанию текста? Укажите номера ответов.
1) Ребята писали отцам, что у них замечательная жизнь, хотя на самом деле было очень сложно.
2) Тетрадок у ребят не было.
3) Чернила были настоящими и поэтому не расплывались.
4) Описываемые события происходили в конце войны.
5) Обломки грифелей использовались только для написания писем отцам на фронт.
23. Какие из перечисленных утверждений являются верными? Укажите номера ответов.
1) В предложениях 2, 3 представлено повествование.
2) В предложениях 19, 21 представлено рассуждение.
3) В предложении 18 содержится ответ на вопрос, заданный в предложении 14.
4) Предложение 15 содержит элемент описания.
5) Предложение 18 содержит основную мысль текста.
24. Из предложений 5-8 выпишите контекстные синонимы (синонимическую пару).
25. Среди предложений 3-10 найдите такое(-ие), которое(-ые) связано(-ы) с предыдущим при помощи притяжательного местоимения. Напишите номер(-а) этого(-их) предложения(-ий).
26. «Вспоминая военное детство, А.И. Приставкин пишет о том, как ребята писали письма на фронт. Автор использует лексическое средство (А)_____ («мы» в предложениях 2, 3, 4, 5). Недоумение ребят автор передаёт с помощью синтаксического средства (Б) ______ (предложение 14). Действия мальчиков А.И. Приставкин передаёт также с помощью синтаксического средства (В) _____ (предложения 15, 16) и приёма (Г) __________ (предложения 17 и 18)».
Список терминов:
1) эпитет
2) вопросно-ответная форма изложения
3) литота
4) градация
5) лексический повтор
6) вопросительное предложение
7) противопоставление

9) восклицательные предложения
27. Напишите сочинение по прочитанному тексту. Сформулируйте одну из проблем, поставленных автором текста. Прокомментируйте сформулированную проблему. Включите в комментарий два примера-иллюстрации из прочитанного текста, которые, по Вашему мнению, важны для понимания проблемы исходного текста (избегайте чрезмерного цитирования).
Дайте пояснение к каждому примеру — иллюстрации.
Проанализируйте смысловую связь между примерами-иллюстрациями.
Сформулируйте позицию автора (рассказчика).
Сформулируйте и обоснуйте своё отношение к позиции автора (рассказчика) по проблеме исходного текста.
Объём сочинения – не менее 150 слов.
Работа, написанная без опоры на прочитанный текст (не по данному тексту), не оценивается. Если сочинение представляет собой пересказанный или полностью переписанный исходный текст без каких бы то ни было комментариев, то такая работа оценивается 0 баллов.
Сочинение пишите аккуратно, разборчивым почерком
Ответы:
1 НАПРИМЕР/ТАК
2 45
3 345
4 45
5 ПРЕДСТАВЛЯЕТ
6 НА БУДУЩЕЕ
7 КРАСИВЕЕ
8 53614
9 15
10 12
11 2345
12 35
13 НЕЯСНЫЕ
14 ПОЧЕМУДАЖЕ
15 134
16 15
17 14
18 12
19 256
20 1234
21 13 или 1289 или 35 или 56
22 125
23 12
24 ДАЛЁКИХПОЛУЗАБЫТЫХ
25 29
26 5687
Информация о тексте
Примерный круг проблем Авторская позиция
1. Дети и война.
1. Дети не должны расти в трудных условиях.
2. Бесчеловечность и бессмысленность войны.
2. Война разрушает семьи, уничтожает привычные радости жизни.
3. Проявление силы духа в годы войны.
3. Дети писали на фронт полные надежды письма, поддерживали боевой дух своих отцов.
СОСТАВИТЕЛЬ ВАРИАНТА:
ФИО: Пёсик Анастасия
Предмет: Русский язык Стаж: 14 лет
Регалии: Эксперт ЕГЭ
Аккаунт ВК: https://vk.com/anastasiapesik
Сайт и доп. информация: http://www.youtube.com/c/AnastasiaPesik
© 2022 Всероссийский проект «ЕГЭ 100БАЛЛОВ» vk.com/ege100ballov Составитель: Анастасия Пёсик
Укажите номера предложений, в которых верно передана ГЛАВНАЯ информация, содержащаяся в тексте. Запишите номера этих предложений.
1) Электромагнитные волны, излучаемые современными радарами, способны преодолеть большие расстояния, прежде чем они возвращаются к источнику излучения — антенне радара.
2) Радар — это прибор, антенна которого излучает электромагнитные волны, отражающиеся от удалённого объекта и возвращающиеся обратно: таким образом можно обнаружить объект и зафиксировать расстояние до него.
3) Некоторые объекты, расположенные на большом расстоянии или вне поля зрения, способны излучать электромагнитные волны, которые современные радары могут уловить.
4) Современный радар способен воспринимать отражённые объектом электромагнитные волны.
5) Радар служит для обнаружения удалённых объектов: его антенна посылает электромагнитные волны, которые, отражаясь от объекта, возвращаются к радару, фиксирующему расстояние до них на экране.
Отдельные частицы любого тела — твердого, жидкого или газообразного — взаимодействуют друг с другом. Поэтому если какая-то частица начинает колебаться, то благодаря взаимодействию между частицами это движение с некоторой скоростью начинает распространяться во все стороны.
Определение
Волна — колебания, распространяющиеся в пространстве с течение времени.
В воздухе, твердых телах и внутри жидкостей механические волны возникают благодаря силам упругости. Эти силы осуществляют связь между отдельными частями тела. В образовании волн на поверхности воды играют роль сила тяжести и сила поверхностного натяжения. Такие волны позволяют наиболее наглядно рассмотреть главные особенности волнового движения.
Волна на поверхности воды представляет собой бегущие вперед валы округлой формы. Расстояние между валами, которые также называют гребнями, примерно одинаковы. Волны распространяются в среде с определенной скоростью. Так, если чайка летит вперед, а по ней в любой момент времени оказывается один и тот же гребень, то скорость распространения волны можно принять равной скорости полета чайки. Волны на воде наблюдать удобно потому, что скорость их распространения невелика.
Если бросить в воду легкий предмет, он не будет увлекаться волной, а начнет совершать колебания вверх и вниз, оставаясь примерно на одном месте, как поплавок. Это говорит о том, что частицы воды остаются на месте в то время, как волна распространяется на большие расстояния.
Если же резко толкнуть горизонтальную пружину, можно будет наблюдать, как в одних местах она разрежается, в других — уплотняется. Это тоже волна. Видно, что энергия, полученная от толчка руки, переносится через пружину, хотя ее частицы остаются на месте.
Примеры с поплавком на воде и горизонтальной пружиной позволяют сделать вывод, что волна переносит энергию, но не переносит вещество среды.
Виды механических волн
По характеру колебаний частиц среды относительно положения равновесия различают два вида волн:
Определения
- Поперечная волна — волна, при которой частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения этой волны.
- Продольная волна — волна, при которой частицы среды колеблются параллельно направлению распространения этой волны.
Волны, распространяющиеся вдоль резинового шнура, являются поперечными (см. рисунок ниже). Чтобы появилась волна, нужно взять конец шнура, прикрепленного к вертикальной опоре, и дернуть его. При этом волна побежит к вертикальной опоре, а сам шнур будет менять свою форму. Каждая частица шнура станет совершать колебания относительно своего неизмененного положения равновесия сверху вниз (перпендикулярно направлению распространения волны).
Рассмотрим поперечные волны подробнее. Каждый участок шнура обладает массой и упругостью. При деформации шнура в любом его сечении появляются силы упругости. Эти силы стремятся возвратить шнур в исходное положение. Благодаря инертности участок колеблющегося шнура не останавливается в положении равновесия, а проходит его, продолжая двигаться до тех пор, пока силы упругости не остановят этот участок в момент максимального отклонения от положения равновесия.
На рисунках а, б, в, г, д и е изображен процесс распространения поперечной волны. На них показаны положения частиц среды в последовательные моменты времени.
Теперь рассмотрим распространение в среде продольной волны. Такую волну можно наблюдать, собрав установку из цепочки массивных шариков, связанных пружинками. Шары подвешены так, чтобы они могли колебаться только вдоль цепочки (см. рисунок ниже).
Если первый шар привести в колебательное движение, то вдоль цепочки побежит продольная волна, состоящая из чередующихся уплотнений и разрежений шаров. Уплотнения и разрежения (см. рисунок ниже) появляются вследствие горизонтальных колебаний шаров у положения равновесия. Волна также распространяется горизонтально.
Физические характеристики волны
Обратимся к рисункам д, е еще раз. Видно, что когда частица 1 находится в положении равновесия и движется вверх, частица 13 тоже находится в положении равновесия и движется вверх. Спустя четверть период частица 1 будет максимально отклонена от положения равновесия, ровно, как и частица 13. Так как частицы 1 и 13 движутся одинаково, говорят, что колебания этих частиц происходят в одинаковых фазах. Расстояние между этими частицами называют длиной волны.
Внимание! В действительности частица 13 отстает по фазе от частицы 1 на 2π. Но поскольку такая разница фаз не приводит к различию в состояниях колеблющихся частиц, можно считать, что частицы колеблются в одинаковых фазах.
Определение
Длина волны — расстояние между двумя ближайшими точками волны, колеблющимися в одинаковых фазах.
Длина волны обозначается как λ (лямбда). Единица измерения длины волны — метр (м).
Согласно рисунку е, в одинаковых фазах колеблются частицы 1 и 13, 2 и 14, 3 и 15, 4 и 16. Поэтому расстояния между этими частицами равно длине волны. Но частицы 1 и 7, находящиеся на расстоянии λ2, колеблются в противоположных фазах. Посмотрите на рисунок д: когда 1 частица находится в положении равновесия и движется вверх, частица 7 находится в положении равновесия и движется низ. На рисунке е обе частицы максимально отклонены от положения равновесия, но в противоположных направлениях.
Волна распространяется на расстояние λ за время, равное периоду колебаний частиц вещества. Зная расстояние, на которое распространилась волна, и время, в течение которого это распространение происходило, можно найти скорость волны:
v=λT
Но мы знаем, что период равен величине, обратной частоте колебаний:
T=1ν
Тогда скорость распространения волны равна:
v=λν
Скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний.
При распространении волны мы имеем дело с периодичностью двоякого рода:
- Во-первых, каждая частица среды совершает периодические колебания во времени. В случае гармонических колебаний (эти колебания происходят по синусоидальному или косинусоидальному закону) частота постоянна и амплитуда одинакова во всех точках. Колебания отличаются только фазами.
- Во-вторых, в данный момент времени форма волны повторяется в пространстве через отрезки длиной λ вдоль линии распространения волны. На рисунке ниже показан профиль волны в определенный момент времени (сплошная линия). С течением времени вся эта картина перемещается со скоростью v направо. Спустя промежуток времени ∆t волна будет иметь вид, изображенный на том же рисунке прерывистой линией.
Пример №1. Определите скорость распространение волны на поверхности воды, если расстояние между ее гребнями равно 1 метру. Учитывайте, что мимо наблюдателя за 5 секунд прошло 10 волн.
Обычно под волной на воде люди понимают гребни — частицы воды, максимально отклоненные от положения равновесия. Расстояние между гребнями равно длине волны. Чтобы найти скорость распространения волны, нужно знать частоту колебания молекул воды. Ее можно вычислить по следующей формуле:
ν=nt
где n — количество «волн», прошедших мимо наблюдателя.
Тогда скорость волны равна:
v=λν=λnt=1·105=2 (мс)
Уравнение бегущей волны
Определение
Бегущая волна — волна, распространяющаяся в пространстве.
Колебания гармонической волны в любой точке происходят по гармоническому закону с одной и той же амплитудой. Найдем уравнение, описывающее колебательный процесс в любой точке пространства при распространении гармонической волны.
Будем рассматривать волну, бегущую по длинному тонкому резиновому шнуру. Ось Ox направим вдоль шнура, а начало отсчета свяжем с левым концом шнура. Смещение любой колеблющейся точки шнура от положения равновесия обозначим буквой s. Для описания волнового процесса необходимо знать значение s в любой точке шнура в любой момент времени. Следовательно, нужно знать вид функции:
s = s(x, t)
Заставим конец шнура (точка х = 0) совершать гармонические колебания с частотой ω. Если начальную фазу колебаний считать равной 0, то колебания этой точки будут происходить по закону:
s = smaxsin ωt
smax — амплитуда колебаний (рис. а).
Колебания распространяются вдоль шнура (оси Ox) со скоростью v и в произвольную точку шнура с координатой х придут спустя время, которое можно определить следующим выражением:
τ=xv
Эта точка также начнет совершать гармонические колебания с частотой ω, но с запаздыванием на время τ (рис. б). Если пренебречь затуханием волны по мере ее распространения, то колебания в точке х будут происходить с той же амплитудой smax, но с другой фазой:
Уравнение бегущей волны
s=smaxsin [ω(t−τ)]=smaxsin [ω(t−xv)]
Это уравнение называется уравнением бегущей волны, распространяющейся в положительном направлении оси Ox.
Пример №2. Уравнение бегущей волны имеет вид s(x, t)=0,1sin(2πt−xπ2). Найдите частоту волны, скорость её распространения и длину.
Запишем уравнение бегущей волны:
s=smaxsin [ω(t−τ)]=smaxsin [ω(t−xv)]
Сопоставляя эти два уравнения можно определить, что циклическая частота и скорость распространения соответственно равны:
ω=2π (радс)
v=4 (мс)
Циклическую частоту также можно рассчитать по формуле:
ω=2πν
Тогда частота волны равна:
ν=ω2π=2π2π=1 (Гц)
Тогда длина волны равна:
λ=vν=41=4 (м)
Задание EF18242

Ответ:
а) π/3
б) π/2
в) π
г) 2π
Алгоритм решения
- Определить характер движения указанных точек.
- По характеру движения точек определить их разность фаз.
Решение
Точки 1 и 5 соответствуют максимальной амплитуде колебаний. В этот момент они меняют направление движения (до этого двигались вверх, теперь меняют направление в противоположную сторону). Поскольку точки 1 и 5 движутся одинаково, можно считать, что они колеблются в одинаковых фазах. Это возможно, если разность фаз кратна 2π.
Ответ: г
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить
Задание EF22628
Какова скорость звуковых волн в среде, если при частоте 400 Гц длина волны λ = 4 м?
Алгоритм решения
1.Записать исходные данные.
2.Записать формулу, которая связывает скорость волны с ее частотой и длиной.
3.Выполнить решение задачи в общем виде.
4.Подставить известные данные и выполнить вычисления.
Решение
Запишем исходные данные:
• Частота звуковой волны: ν = 400 Гц.
Скорость звука — это отношение длины волны к ее периоду. Но период — это обратная величина частоте. Следовательно, скорость звука — есть произведение длины волны на частоту:
v=λν=4·400=1600 (мс)
Ответ: 1600
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить
Задание EF18803
На расстоянии 510 м от наблюдателя рабочие вбивают сваи с помощью копра. Какое время пройдёт от момента, когда наблюдатель увидит удар копра, до момента, когда он услышит звук удара? Скорость звука в воздухе равна 340 м/с.
Алгоритм решения
1.Записать исходные данные.
2.Выполнить решение задачи в общем виде.
3.Подставить известные данные и выполнить вычисления.
Решение
Запишем исходные данные:
• Скорость распространения звука в воздухе: v = 340 м/с.
• Расстояние наблюдателя до источника звука: s = 510 м.
Звук от удара проделает путь, равный одинарному расстоянию от наблюдателя до источника звука. Следовательно, для нахождения времени, через которое наблюдатель услышит звук, нужно разделить этот путь на скорость звука в воздухе:
t=sv=510340=1,5 (с)
Ответ: 1,5
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить
Алиса Никитина | Просмотров: 2.8k
Как звук распространяется в пространстве?
Звук распространяется посредством звуковых волн. Эти волны проходят не только сквозь газы и жидкости, но и через твердые тела. Действие любых волн заключается главным образом в переносе энергии. В случае звука перенос принимает форму мельчайших перемещений на молекулярном уровне.
В газах и жидкостях звуковая волна сдвигает молекулы в направлении своего движения, то есть в направлении длины волны. В твердых телах звуковые колебания молекул могут происходить и в направлении перпендикулярном волне.
Звуковые волны распространяются из своих источников во всех направлениях, как это показано на рисунке справа, на котором изображен металлический колокол, периодически сталкивающийся со своим языком. Эти механические столкновения заставляют колокол вибрировать. Энергия вибраций сообщается молекулам окружающего воздуха, и они оттесняются от колокола. В результате в прилегающем к колоколу слое воздуха увеличивается давление, которое затем волнообразно распространяется во все стороны от источника.
Скорость звука не зависит от громкости или тона. Все звуки от радиоприемника в комнате, будь они громкими или тихими, высокого тона или низкого, достигают слушателя одновременно.
Скорость звука зависит от вида среды, в которой он распространяется, и от ее температуры. В газах звуковые волны распространяются медленно, потому что их разреженная молекулярная структура слабо препятствует сжатию. В жидкостях скорость звука увеличивается, а в твердых телах становится еще более высокой, как это показано на диаграмме внизу в метрах в секунду (м/с).
Путь волны
Звуковые волны распространяются в воздухе аналогично показанному на диаграммах справа. Волновые фронты движутся от источника на определенном расстоянии друг от друга, определяемом частотой колебаний колокола. Частота звуковой волны определяется путем подсчета числа волновых фронтов, прошедших через данную точку в единицу времени.
Фронт звуковой волны удаляется от вибрирующего колокола.
В равномерно прогретом воздухе звук распространяется с постоянной скоростью.
Второй фронт следует за первым на расстоянии, равном длине волны.
Сила звука максимальна вблизи источника.
Графическое изображение невидимой волны
Звуковое зондирование глубин
Пучок лучей гидролокатора, состоящий из звуковых волн, легко проходит через океанскую воду. Принцип действия гидролокатора основан на том факте, что звуковые волны отражаются от океанского дна; этот прибор обычно используется для определения особенностей подводного рельефа.
Упругие твердые тела
Звук распространяется в деревянной пластине. Молекулы большинства твердых тел связаны в упругую пространственную решетку, которая плохо сжимается и вместе с тем ускоряет прохождение звуковых волн.
Популярные материалы из данной категории:
Как работает генератор переменного тока?
Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа). Электроны…
Что такое полупроводник?
Полупроводник — это кристаллический материал, который проводит электричество не столь хорошо, как металлы, но и не столь плохо, как большинство изоляторов. В общем случае электроны полупроводников крепко привязаны к своим ядрам. Однако, если в полупроводник,…
Как работает тепловая электростанция (ТЭЦ)?
У этой паровой турбины хорошо видны лопатки рабочих колес. Тепловая электростанция (ТЭЦ) использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива — угля, нефти и природного газа — для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, имеющий…
Почему в горах вода закипает быстрее?
Вода, нагретая на уровне моря до 100°С (212°F), начинает кипеть. Это означает, что внутри объема жидкости происходит образование пузырьков водяного пара и подъем их к поверхности. Вода закипает, потому что при данной температуре давление насыщения водяного…
Естествознание, 11 класс
Урок 13. Радиоволны и особенности их распространения
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
- Как образуются и как регистрируются радиоволны.
- Каковы особенности распространения радиоволн вблизи поверхности Земли.
Глоссарий по теме:
Антенна – устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн.
Дифракция – это свойство радиоволны огибать препятствие, которое встречается на их пути, но здесь есть одно необходимое условие — величина препятствия должна быть соизмерима с длиной волны.
Интерференция волн – взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких волн при их наложении друг на друга.
Рефракция – это явление преломления в тропосфере, что и обеспечивает ведение связи на закрытых трассах, когда источник и приёмник волны находятся не на расстоянии прямой видимости.
Радиоволны – это «распространяющиеся в пространстве переменные электромагнитные поля».
Ионосферная радиоволна – радиоволна, распространяющаяся в результате отражения от ионосферы или рассеяния на ней.
Радиопередатчик – это электронное устройство для формирования радиочастотного сигнала, подлежащего излучению.
Радиоприёмник – это устройство, соединенное с антенной и служащее для выделения сигналов из радиоизлучения.
Станция ретрансляции – станции, принимающие и передающие сигнал.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
- Естествознание. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд.,– М.: Просвещение, 2017. : с 72 -75.
- Элементарный учебник физики под редакцией академика Г.С. Ландсберга. Том 3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика.–12-е изд. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 2001. – 656 с.
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
VIII Международная студенческая электронная научная конференция.URL: https://www.scienceforum.ru/2016/1382/19939
Теоретический материал для самостоятельного изучения:
Если мы захотим представить современный мир без радиосвязи, то не сможем это сделать. Радиоволны окутывают наши тела и пространство вокруг нас.
Радиосвязь ускорила нашу жизнь. Исполнилась мечта людей об оперативной и быстрой передаче информации.
Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества Вильямс Крукс создал прибор для изучения «сил отталкивания, возникающих в нагретых телах» который получил название радиометра.
Генрих Герц (1857–1894), немецкий ученый физик, профессор физики университета в Бонне, доказал существование электромагнитных волн. В 1888 году им был открыт способ получения и регистрации радиоволн.
В 1894г. сэр Оливер Джозеф Лодж (один из изобретателей радио и электрической свечи зажигания) смог усовершенствовать радиокондуктор, добавив специальный прерыватель (trembler), который встряхивал опилки после прохождения искрового разряда. Датчик получил название когерер.
7 мая 1895 года А.С. Попов создал принципиально новое техническое устройство — радиоприёмник и продемонстрировал его на заседании физического отделения Русского физико-химического общества.
Гульельмо Маркони в 1894 году задумался об использовании электромагнитных волн для передачи сообщений.
Построив станции беспроводного телеграфа в противоположных точках земного шара – одну в Англии, на полуострове Корнуолл, а другую в Канаде, на острове Ньюфаундленд, он, находясь в Канаде, 16 декабря 1901 г. принял первый трансатлантический радиосигнал с расстояния почти в 2100 миль.
В настоящее время исследования радиоволн ведутся во многих ведущих институтах мира.
Радиоволны – это «распространяющиеся в пространстве переменные электромагнитные поля».
При излучении электромагнитных волн при смене частоты колебаний зарядов меняется длина волны и приобретается различные свойства. При данном процессе происходит выделение энергии.
Электромагнитные волны обладают способностью распространения. Движению зарядов свойственно ускорение, скорость которых меняется с течением времени и является главным условием для излучения электромагнитных волн. Мощность волны напрямую связана с силой ускорения и прямо пропорциональна ей.
Показатели, отражающие особенности электромагнитного излучения:
- частота колебания заряженных частиц;
- длина волны излучаемого потока;
- поляризация
Современный радиопередатчик содержит: генератор незатухающих электрических колебаний; незамкнутую проволочную цепь– антенну, (являющуюся излучателем волн). Антенны имеют различную форму, благодаря чему от них получают направленное излучение. По всем горизонтальным направлениям одинаково дает излучения простая вертикальная антенна.
Антенна, которая состоит из двух вертикальных проводов, совершающих колебания в одинаковой фазе и расстояние между которыми равно полуволне, в результате интерференции сильно излучает в направлениях, перпендикулярных к плоскости проводов и практически не излучает в их плоскости.
С новым колебанием электрического тока в антенне в пространство излучается очередная волна. Сколько колебаний тока, столько волн.
Длина волны λ – минимальное расстояние между двумя точками, находящимися в одинаковом волновом состоянии.
Частота f – число волновых движений (длин волн), образующихся в одну
секунду.
Скорость распространения с – скорость распространения волнового
процесса от источника энергии.
Эти характеристики связаны между собой формулой:
λ (м) = с / f(Гц),
где с = 3·108 м/с – постоянная величина.
Особенности радиоволн:
— рефракция,
— отражение,
— преломление.
Дифракция – это свойство радиоволны огибать препятствие, которое встречается на их пути.
Рефракция – это явление преломления в тропосфере, что и обеспечивает ведение связи на закрытых трассах.
Земля для радиоволн представляет проводник электричества. Проходя над поверхностью земли, радиоволны ослабевают, энергия поглощается землей. Энергия волны ослабевает и излучение распространяется во все стороны пространства, поэтому можно предположить, что чем дальше от передатчика приёмник, тем меньше энергии попадает в антенну.
Виды волн:
|
Категории радиоволн |
Длина волны |
Применение |
|
Короткие |
10-100 м |
Связь и вещание на большие расстояния |
|
Средние |
100–1000 м |
Каналы вещания России |
|
Длинные |
1000-10 000 м |
Подводная и подземная связь |
Спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны.
|
Наименование диапазона |
Границы диапазона |
|||
|
Волн |
термины |
Частот |
Радиоволн |
Частот |
|
КМВ Километровые |
СДВ, ДВ (распространяются как земные, так и ионосферные) |
Низкие частоты (НЧ) LF |
10-1 км |
30-300кГц |
|
ГКМВ Гектаметровые |
СВ (могут распространяться поверхностной и пространственной волнами, на волнах длиной около 600 м передаются сигналы бедствия (сигналы SOS). |
Средние частоты (СЧ) VF |
1000-100м |
0,3-3 МГц |
|
ДКМВ Декаметровые |
КВ (распространяются как земные, так и ионосферные, в диапазоне коротких волн сильно сказывается влияние промышленных, атмосферных и взаимных помех) |
Высокие частоты (ВЧ) HF |
100-10м |
3-30 МГц |
|
МВ Метровые |
УКВ (не отражаются от ионосферы, свободно ее проходят, широко применяются там, где требуется небольшой радиус действия радиостанции, |
Очень высокие частоты (ОВЧ) VHF |
10-1м |
30-300 МГц |
|
ДЦМВ Дециметровые |
УКВ (радиус действия передатчиков УКВ значительно увеличивается при связи самолётов в воздухе и с Землёй) |
Ультравысокие частоты (УВЧ) UHF |
10-1 дм |
0.3-3 ГГц |
|
СМВ Сантиметровые |
УКВ |
Сверхвысокие частоты (СВЧ) SHF |
10-1 см |
3-30 ГГц |
|
ММВ Миллиметровые |
УКВ |
Крайне высокие частоты (КВЧ) EHF |
10-1 мм |
30-300 ГГц |
Над Землей существует верхний ионизированный слой воздуха, который называется ионосферой и влияние на распространение радиоволн.
Высота слоев ионосферы меняется от интенсивности солнечных лучей.
Ионосферные волны – волны, отражённые или рассеянные ионосферой.
Тропосферные волны – волны, отражённые или рассеянные неоднородными слоями или «зёрнами» тропосферы, наблюдаются только в диапазоне УКВ.
Различают следующие линии радиосвязи:
- процесс распространения радиоволн вдоль земной поверхности с огибанием ее (так называемые земные или поверхностные волны);
- процесс распространения радиоволн в пределах прямой видимости (прямые волны);
- отражение радиоволн от ионосферы (ионосферные волны);
- процесс распространения радиоволн в тропосфере (тропосферные волны);
- отражение радиоволн от метеорных следов;
- отражение от искусственных спутников Земли;
В настоящее время широко используются связь и телевизионные передачи через искусственные спутники Земли.
Выводы:
Основным применением радиоволн является передача информации из одного пункта в другой – радиосвязь.
Радиоволны нашли широкое применение в телевидении, где телевышки усиливают и передают сигнал в телевизоры, которые преобразуют его в изображение, а также в сотовой связи. Отличие передачи информации состоит в том, что вышки для сотовой связи представляют базовыми станциями, принимающими и передающими сигнал от абонентов.
В 1991 году была разработана технология Wi-Fi, которая в настоящее время находит широкое применение.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
Задание 1. В каком году было создано радио А.С. Поповым
а) 1895;
б) 1900;
в) 1805;
г) 1890
Ответ: а.
Задание 2. Соотнесите фамилии учёных и открытия, сделанные ими.
|
Ученые: |
Открытия: |
|
А) В. Крукс |
1) способ получения и регистрации радио волн |
|
B) Г.Герц |
2) электрическая свеча зажигания |
|
C) О.Лодж |
3) радиометр |
|
D) Г.Маркони |
4) принял первый радиосигнал |
Ответ: А- 3, В- 1,С- 2, D-4




















