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:
h(предельная) = (ро(вода) × ( S(предельная)^(3/2) / (6 × pi^(1/2)) ) - (10^(-3) × m(шарика))) / ( S(предельная) × ро(вода) )
Объяснение:
P = F / S
P - давление
F - нормальная составляющая силы,
S - площадь поверхности
давление на глубине:
P = ро(вода) × g × h
результирующая сила:
F > 0, так как шарик всплывает
F(Архимеда) и F(тяжести) направлены по прямой в противоположных направлениях
F = F(Архимеда) - F(тяжести)
F(Архимеда) = ро(вода) × g × V(шарика)
F(тяжести) = m(шарика) × g
общая формула:
P = F / S
ро(вода) × g × h = ( F(Архимеда) - F(тяжести) ) / S
ро(вода) × g × h = ( ро(вода) × g × V(шарика) - m(шарика) × g ) / S
h = ( ро(вода) × g × V(шарика) - m(шарика) × g ) / ( S × ро(вода) × g )
h = ( ро(вода) × V(шарика) - m(шарика) ) / ( S × ро(вода) )
зная S, найдем r:
S = 4 × pi × r^2
r = корень из ( S / (4 × pi) ) = 1/2 × ( S / pi )^(1/2)
V = 4/3 × pi × r^3
V = 4/3 × pi × (1/2)^3 × ( S / pi )^(3/2) = S^(3/2) / (6 × pi^(1/2))
при заданной предельной S(предельная), вычисляем
r(предельный) = 1/2 × ( S(предельная) / pi )^(1/2)
V(предельный) = S(предельная)^(3/2) / (6 × pi^(1/2))
общая формула:
h(предельная) = ( ро(вода) × V(шарика)(предельный) - m(шарика) ) / ( S(предельная) × ро(вода) )
h(предельная) = (ро(вода) × ( S(предельная)^(3/2) / (6 × pi^(1/2)) ) - m(шарика)) / ( S(предельная) × ро(вода) )
заданную в граммах m(шарика) необходимо перевести в килограммы:
1 грамм = 10^(-3) кг
m(шарика) г = (10^(-3) × m(шарика)) кг
окончательная формула:
h(предельная) = (ро(вода) × ( S(предельная)^(3/2) / (6 × pi^(1/2)) ) - (10^(-3) × m(шарика))) / ( S(предельная) × ро(вода) )
