Author's photo
Stefania M.
fyzika - vš

fyzika- prosim potrebovala by som pomôct s tymto prikladom

Jaká musí být frekvence vysílače elektromagnetických vln, aby jejich vlnová délka ve vodě o relativní permitivitě Ɛr= 81 a relativní permeabilitě µr = 1, byla 1/3 m? vysledok . f = 9,995 .107 Hz

1 odpoveď
Vztah medzi frekvenciou a vlnovou dlzkou:
d = v * T = v / f (d = vlnova dlzka, v = rychlost sirenia vlny, T = perióda (dĺžka trvania) kmitu, f = frekvencia kmitania)
Z toho: f = v / d
Aby sme vedeli f vypočítať, potrebujeme ešte vedieť rýchlosť šírenia vlnenia (v našom prípade elektromagnetického) v prostredí (v našom prípade vo vode).
Podla Maxwelovych rovnic v = 1 / odmocnina (epsilon * mi), kde epsilon = permitivita prostredia, mi = permeabilita prostredia, pricom epsilon = epilon0 * epsilonR, kde epsilon0 = permitivita vakua, a epsilonR = relativna permitivita prostredia, podobne mi = mi0 * miR, kde mi0 = permeabilita vakue a miR = permeabilita prostredia
Po dosadeni epilon = epsilon0 * epsilonR a mi = mi0 * miR dostaneme:
v = 1 / odmocnina(epsilon0 * epsilonR * mi0 * miR), po uprave
v = 1 / (odmocnina(epsilon0 * mi0) / odmocnina(epilonR * miR)
pritom z Maxwelovych rovnic vieme ze c = 1 / odmocnina(epsilon0 * mi0),
takze v = c / odmocnina(epilonR * miR)
a nasledne f = v / d = c / odmocnina(espilonR * miR) / d = 299 792 000 / odmocnina(81*1) / 0,33333333333 = 9,993 * 10^7 Hz

Rozdiel v poslednej cifre mojho a vzoroveho vysledku neviem vysvetlit.
Nevyslo mi to ani pri dosadzovani rychlosti svetla 300000 resp. 299800 ani pri zaokruhlovani vlnovej dlzky na mensi pocet cifier.
Nie je to nahodou preklep?

Poznamka:
pri danej permitivite a permeabilite dostaneme rychlost sirenia elmag vln vyrazne mensiu ako je standardne uvadzana rychlost sirenia svetla (co je tiez elmag vlnenie) vo vode. Je to dane tym, ze voda sa sprava vyrazne inak (ma vyrazne inu relativnu permitivitu) pre viditelne svetlo a pre niektore ine casti elmag spektra. Rozdiel je sposobeny radovo inou frekvenicou svetla - viditelne svetlo ma frekvecniu o niekolko radov vyssiu ako nami uvazovane ziarenie.
Pre viditelne svetlo je permitivita vody len 1,77 (vid napr. wikipedia https://sk.wikipedia.org/wiki/Relat%C3%ADvna_permitivita ), comu zodpoveda rychlost svetla vo vode v = c/odmocnina(1,77) = c / 1,33 a index lomu vody pre viditelne svetlo n = c / v = 1,33 co je bezne uvadzana hodnota indexu lomu vody. Pre nami uvazovane ziarenie by bol index lomu vody 9.