Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Tonnan Electromagnetic
Is e tonnan electromagnetic tonnan a chruthaichear le raointean dealain is magnetach a bhios a’ gluasad tro fhalamh aig astar solais. Tha na tonnan seo deatamach do dhiofar thaobhan de bheatha, bho chonaltradh gu slàinte. Gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air a’ bhun-bheachd seo, bruidhnidh sinn air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan a thaobh tonnan electromagnetic agus na mìneachaidhean aca.
Ceist 1: A’ tomhas tonn-fhaid
Tha tricead de 500 MHz aig tonn electromagnetic. Obraich a-mach a thonnan-fhaid!
Deasbad:
Tricead (f) = 500 MHz = 500 x 10^6 Hz
Astar solais (c) = 3 x 10^8 m/s
Faodar tonn-fhad (λ) obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[\lambda = \frac{c}{f} \]
Seo mion-fhiosrachadh an àireamhachaidh:
[lambda = (3 x 10^8, m/s)/500 x 10^6, Hz]
[lambda = \frac{3 × 10^8}{5 × 10^8}]
[ \lambda = 0.6 \, \text{meatair} \]
Mar sin, tha tonn-fhaid na tonn electromagnetic 0.6 meatairean.
Ceist 2: Lùth Foton
Dè an lùth a th' aig foton aig a bheil tricead de 6 x 10^14 Hz?
Deasbad:
Faodar lùth (E) foton obrachadh a-mach le bhith a’ cleachdadh foirmle Planck:
\[ E = hf \]
Càite:
– is e h cunbhalach Planck = 6.626 x 10^-34 J·s
– is e f tricead = 6 x 10^14 Hz
Mar sin,
[E = (6.626 × 10⁻⁴, J·s) × (6 × 10⁻⁴, Hz)]
[E = 3.9756 × 10⁻⁹, J]
Mar sin, is e lùth a’ foton 3.9756 x 10^-19 joules.
Ceist 3: Astar Tonnan Electromagnetic ann am Meadhan
Ma tha astar an t-solais ann am falamh 3 x 10^8 m/s agus ma tha clàr-amais ath-tharraingeach meadhan 1.5, dè an astar a th' aig an t-solas sa mheadhan sin?
Deasbad:
Faodar astar solais ann am meadhan (v) obrachadh a-mach le bhith a’ cleachdadh an clàr-amais ath-tharraingeach (n):
[n = \frac{c}{v} \]
Càite:
– is e c astar an t-solais ann am falamh = 3 x 10^8 m/s
– is e n an clàr-amais ath-tharraingeach = 1.5
A’ tomhas v:
[v = \frac{c}{n} \]
[v = 3 x 10^8, m/s/1.5]
[v = 2 × 10^8, m/s]
Mar sin, is e astar an t-solais sa mheadhan seo 2 x 10^8 meatairean gach diog.
Ceist 4: Tonnan electromagnetic aig triceadan rèidio
Bidh stèisean rèidio X a’ craoladh air tricead 100 MHz. Dè an tonn-fhaid a th’ aig an t-soidhne?
Deasbad:
Tricead (f) = 100 MHz = 100 x 10^6 Hz
Astar solais (c) = 3 x 10^8 m/s
Faodar tonn-fhad (λ) obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[\lambda = \frac{c}{f} \]
Mar sin,
[lambda = (3 x 10^8, m/s)/100 x 10^6, Hz]
[lambda = \frac{3 × 10^8}{1 × 10^8}]
[ \lambda = 3 \, \text{meatair} \]
Mar sin, tha tonn-fhaid an t-soidhne rèidio 3 meatairean.
Ceist 5: Cumhachd a gheibhear le Antenna
Bidh antenna a’ faighinn comharra tonn electromagnetic le cumhachd 0.1 W aig tricead 2.4 GHz. Cia mheud foton gach diog a gheibh an antenna?
Deasbad:
Cumhachd (P) = 0.1 W = 0.1 J/s
Tricead (f) = 2.4 GHz = 2.4 x 10^9 Hz
Faodar lùth aon foton (E) obrachadh a-mach leis an fhoirmle seo:
\[ E = hf \]
[E = (6.626 × 10⁻⁴, J·s) × (2.4 × 10⁶, Hz)]
[E = 1.59024 × 10⁻⁹, J]
Faodar an àireamh de fotonan gach diog (N) obrachadh a-mach le bhith a’ roinn a’ chumhachd leis an lùth gach foton:
[N = \frac{P}{E} \]
[N = \frac{0.1 \, \text{J/s}}{1.59024 \times 10^{-24} \, \text{J}}]
[N = 6.29 × 10^22, fotonan/s]
Mar sin, gheibh an antenna timcheall air 6.29 x 10^22 foton gach diog.
Co-dhùnadh
Tha an deasbad mu thonnan electromagnetic glè eadar-mheasgte agus a’ còmhdach mòran thaobhan, bho bhith ag obrachadh a-mach tonn-fhaid, lùth foton, gu astar tonn ann am meadhan. Thathar an dùil gun cuidich na duilgheadasan eisimpleireach agus na mìneachaidhean gu h-àrd thu gus tuigse nas doimhne fhaighinn air bun-bheachd thonnan electromagnetic agus an cleachdadh. Tha sinn an dòchas gu bheil an t-artaigil seo feumail agus gun leudaich e tuigse luchd-leughaidh air tonnan electromagnetic.
