Радиоприемник, в котором приемный колебательный контур состоит из катушки и плоского воздушного конденсатора, настроен на длину волны λ1 = 300 м. При этом расстояние между пластинами конденсатора d1 = 6,4 мм. Определите, на сколько надо изменить расстояние между пластинами конденсатора, чтобы настроить приемник на длину волны λ2 = 240 м.
от

1 Ответ

дано:  
λ1 = 300 м (начальная длина волны)  
d1 = 6,4 мм = 6,4 * 10^-3 м (начальное расстояние между пластинами конденсатора)  
λ2 = 240 м (новая длина волны)

найти:  
на сколько нужно изменить расстояние d между пластинами конденсатора

решение:

Сначала найдем частоты ν1 и ν2 для обеих длин волн. Используем связь между скоростью света c, длиной волны λ и частотой ν:

ν = c / λ.

Скорость света c примерно равна 3 * 10^8 м/с.

Для начальной длины волны λ1:

ν1 = c / λ1 = (3 * 10^8) / (300) = 1 * 10^6 Гц.

Для новой длины волны λ2:

ν2 = c / λ2 = (3 * 10^8) / (240) = 1,25 * 10^6 Гц.

Теперь используем формулу для резонансной частоты колебательного контура:

ν = 1 / (2 * π * √(L * C)),

Сначала выразим емкость C через расстояние между пластинами d, учитывая, что в плоском конденсаторе емкость определяется как:

C = ε_0 * S / d,

где ε_0 - электрическая постоянная (приблизительно 8,85 * 10^-12 Ф/м), S - площадь пластин. Поскольку площадь S остается постоянной, можно записать соотношение емкостей для двух состояний:

C1 / C2 = d2 / d1.

Также можем выразить отношение частот:

ν1 / ν2 = √(C2 / C1).

Подставим полученные выражения:

ν1 / ν2 = √(d2 / d1).

Квадратируем обе стороны:

(ν1 / ν2)^2 = d2 / d1.

Теперь подставим значения ν1 и ν2:

(1 * 10^6 / 1,25 * 10^6)^2 = d2 / (6,4 * 10^-3).

Решим уравнение:

(0,8)^2 = d2 / (6,4 * 10^-3)  
0,64 = d2 / (6,4 * 10^-3).

Теперь умножим обе стороны на 6,4 * 10^-3, чтобы найти d2:

d2 = 0,64 * (6,4 * 10^-3) = 4,096 * 10^-3 м = 4,096 мм.

Теперь найдем изменение расстояния между пластинами:

Δd = d2 - d1 = 4,096 мм - 6,4 мм = -2,304 мм.

ответ:  
Чтобы настроить приемник на длину волны 240 м, расстояние между пластинами конденсатора нужно уменьшить на 2,304 мм.
от