Объяснение радиоволн, процессы рас электромагнитных волн радиодиапазона в атмосфере, космическом и толще Земли. Радиоволны, излучаемые передатчиком, прежде чем попасть в приёмник, проходят путь, который может быть сложным. Радиоволны могут достигать пункта приёма, рас по прямолинейным траекториям, огибая выпуклую поверхность Земли, отражаясь от ионосферы, и т.д Р. р. существенно зависят от длины волны l, от освещённости земной атмосферы Солнцем и от ряда др. факторов (см. ниже).
Прямые волны. В однородных средах радиоволны рас прямолинейно с постоянной скоростью, подобно световым лучам (радиолучи). Такое Р. р. называется свободным. Условия Р. р. в космическом при радиосвязи между наземной станцией и космическим объектом, между двумя космическими объектами, при радиоастрономических наблюдениях, при радиосвязи наземной станции с самолётом или между самолётами близки к свободному.
Волну, излученную антенной, на больших расстояниях от неё можно считать плоской (см. Излучение и приём радиоволн). Плотность потока электромагнитной энергии, пропорциональная квадрату напряжённости поля волны, убывает с увеличением расстояния r от источника обратно пропорционально r 2, что приводит к ограничению расстояния, на котором может быть принят сигнал передающей станции. Дальность действия радиостанции (при отсутствии поглощения) равна: , где Pc — мощность сигнала на входе приёмника, Рш — мощность шумов, G1, G2 — коэффициенты направленного действия передающей и приёмной антенн. Скорость Р. р. в свободном равна скорости света в вакууме: с = 300 000 км/сек.
При рас волны в материальной среде (например, в земной атмосфере, в толще Земли, в морской воде и т.п.) происходят изменение её фазовой скорости и поглощение энергии. Это объясняется возбуждением колебаний электронов и ионов в атомах и молекулах среды под действием электрического поля волны и переизлучением ими вторичных волн. Если напряжённость поля волны мала по сравнению с напряжённостью поля, действующего на электрон в атоме, то колебания электрона под действием поля волны происходят по гармоническому закону с частотой пришедшей волны. Поэтому электроны излучают радиоволны той же частоты, но с разными амплитудами и фазами. Сдвиг фаз между первичной и переизлучённой волнами приводит к изменению фазовой скорости. Потери энергии при взаимодействии волны с атомами являются причиной поглощения радиоволн. Поглощение и изменение фазовой скорости в среде характеризуются показателем поглощения c и показателем преломления n, которые, в свою очередь, зависят от диэлектрической проницаемости e и проводимости s среды, а также от длины волны l:
Задача: В алюминевой кастрюле массой 1,5кг находится 800 грамм воды при комнатной температуре 20 градусов. Сколько кипятка нужно долить в кастрюлю что бы получить воду температурой 45 градусов ?
mк = 1,5 кг.
Ск = 920 Дж/кг *°C.
Св = 4200 Дж/кг *°C.
mв = 800 г = 0,8 кг.
t1 = 20 °C.
t2 = 100 °C.
t3 = 45 °C.
m - ?
При доливании кипятка, он отдаст количество теплоты Qк, которое пойдёт на нагревание воды и алюминиевой кастрюли Q.
Qк = Q.
Qк = Св *m *(t2 - t3).
Q = Св *mв *(t3 - t1) + Ск *mк *(t3 - t1).
Св *m *(t2 - t3) = Св *mв *(t3 - t1) + Ск *mк *(t3 - t1).
m = (Св *mв *(t3 - t1) + Ск *mк *(t3 - t1))/Св *(t2 - t3).
m = (4200 Дж/кг *°C *0,8 кг *(45 °C - 20 °C) + 920 Дж/кг *°C *1,5 кг *(45 °C - 20 °C))/4200 Дж/кг *°C *(100 °C - 45 °C) = 0,51 кг.
ответ: масса кипятка составляет m = 0,51 кг.
