В этой статье вы узнаете, как решать популярные задания из учебника Рымкевич для 10-11 класса по физике. Мы подробно рассмотрим колебательный контур, конденсатор, катушку индуктивности и как плавно изменять параметры, чтобы определить диапазон длин волн приёмника. Всё это — без скучных формул и с практическими примерами, которые помогут понять суть и применить знания на практике.
Почему решение задач по физике кажется сложным
Физика — это не просто набор формул. Это язык природы, который иногда говорит загадками. Особенно, когда речь идёт о колебательных контурах и радиоволнах. Многие ученики сталкиваются с проблемой: как связать параметры конденсатора и катушки с длиной волны, на которой работает приёмник? Как понять, что значит "плавно изменять ёмкость" и как это влияет на диапазон волн?
Тут важно не просто механически подставлять числа, а видеть картину целиком. Представьте, что вы настраиваете радиоприёмник, и хотите поймать волну, которая несёт нужный сигнал. Как это сделать? Ответ — в понимании колебательного контура и его параметров.
Решение задачи из учебника Рымкевич: пример с колебательным контуром
Рассмотрим конкретный вариант задания:
В каком диапазоне длин волн работает приёмник, если ёмкость конденсатора в его колебательном контуре можно плавно изменять от 200 до 1800 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна 60 мкГн?
Что нам известно
- Ёмкость конденсатора ( C ) изменяется от 200 пФ до 1800 пФ.
- Индуктивность катушки ( L = 60 ) мкГн (микро Генри).
- Нужно найти диапазон длин волн ( \lambda ), на которых работает приёмник.
Как решать
Колебательный контур — это классическое устройство, которое может колебаться с определённой частотой. Частота ( f ) связана с параметрами контура формулой:
[
f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}
]
Длина волны ( \lambda ) связана с частотой через скорость света ( c \approx 3 \times 10^8 ) м/с:
[
\lambda = \frac{c}{f}
]
Подставляя ( f ) в формулу для ( \lambda ), получаем:
[
\lambda = 2\pi c \sqrt{LC}
]
Практический пример расчёта
Переведём все величины в СИ:
| Параметр | Значение | В единицах СИ |
|---|---|---|
| Ёмкость ( C_{min} ) | 200 пФ | ( 200 \times 10^{-12} ) Ф |
| Ёмкость ( C_{max} ) | 1800 пФ | ( 1800 \times 10^{-12} ) Ф |
| Индуктивность ( L ) | 60 мкГн | ( 60 \times 10^{-6} ) Гн |
| Скорость света ( c ) | ( 3 \times 10^8 ) м/с | — |
Вычислим длину волны для минимальной ёмкости:
[
\lambda_{min} = 2\pi \times 3 \times 10^8 \times \sqrt{60 \times 10^{-6} \times 200 \times 10^{-12}}
]
Считаем под корнем:
[
60 \times 10^{-6} \times 200 \times 10^{-12} = 1.2 \times 10^{-14}
]
Корень:
[
\sqrt{1.2 \times 10^{-14}} = 1.095 \times 10^{-7}
]
Теперь длина волны:
[
\lambda_{min} = 2\pi \times 3 \times 10^8 \times 1.095 \times 10^{-7} \approx 206 \text{ метров}
]
Для максимальной ёмкости:
[
\lambda_{max} = 2\pi \times 3 \times 10^8 \times \sqrt{60 \times 10^{-6} \times 1800 \times 10^{-12}}
]
Под корнем:
[
60 \times 10^{-6} \times 1800 \times 10^{-12} = 1.08 \times 10^{-13}
]
Корень:
[
\sqrt{1.08 \times 10^{-13}} = 3.29 \times 10^{-7}
]
Длина волны:
[
\lambda_{max} = 2\pi \times 3 \times 10^8 \times 3.29 \times 10^{-7} \approx 620 \text{ метров}
]
Итог
Диапазон длин волн приёмника:
| Параметр | Значение, м |
|---|---|
| Минимальная длина волны | 206 |
| Максимальная длина волны | 620 |
То есть приёмник может работать с волнами длиной от 206 до 620 метров, плавно изменяя ёмкость конденсатора.
Что это значит на практике
Только представьте: вы настраиваете радиоприёмник, плавно изменяя ёмкость конденсатора. Это как поворачивать ручку настройки, чтобы поймать нужную волну. Чем больше ёмкость, тем длиннее волна, которую вы ловите. Индуктивность катушки остаётся постоянной — она как якорь, который держит частоту в определённых пределах.
Почему это важно
Понимание колебательного контура и диапазона длин волн — ключ к работе с радиоприёмниками, радиолюбительской связью и даже научным зондированием. Например, длинные волны (от 1 до 10 км) используются для радиовещания на больших расстояниях, связи с подводными лодками и навигации.
Дополнительные материалы и советы
- Решебник и ГДЗ Рымкевич — отличный помощник для проверки своих решений.
- Используйте комментарии в решебниках, чтобы понять логику решения, а не просто списывать.
- Автоматически размещая решения в комментариях, вы соглашаетесь с пользовательским соглашением — будьте внимательны.
- Если хотите углубиться, изучите, как изменяется индуктивность катушки и как это влияет на контур.
- Популярный учебник Дрофа содержит похожие задания, которые помогут закрепить материал.
Полезные рассуждения
Колебательный контур — это как музыкальный инструмент. Меняя параметры, вы настраиваете "нотки" волн. Если конденсатор — струна, то катушка — корпус гитары. Вместе они создают мелодию радиоволн.
Автоматически изменять ёмкость — значит плавно настраиваться на разные частоты. Это важно для приёмников, которые должны ловить разные радиостанции.
Итог
Решение задачи из Рымкевич — это не просто вычисления, а понимание физики колебательного контура и радиоволн. Плавное изменение ёмкости конденсатора позволяет приёмнику работать в широком диапазоне длин волн. Это основа для радиосвязи, навигации и многих технологий.
Теперь вы знаете, как связать параметры контура с длиной волны и как применять это знание на практике. Не бойтесь экспериментировать и использовать решебники как инструмент для обучения, а не просто для списывания.
Пусть ваши знания колеблются только в сторону успеха!