Физика и астрономия · 10 клас · урок 3 от 3

Радиовълни, микровълни, инфрачервени, ултравиолетови, рентгенови и гама-лъчи. Приложения

Всеки вид електромагнитно лъчение има свои приложения. Радиовълните пренасят радио и телевизия, а микровълните се използват в мобилните телефони, Wi-Fi, радарите, спътниковата връзка и микровълновите фурни. Инфрачервеното лъчение излъчват нагретите тела; на него работят термокамерите и дистанционните управления. Ултравиолетовото стерилизира и проверява банкноти, рентгеновите лъчи правят снимки на кости и проверяват багаж, а гама-лъчите, които възникват при ядрени процеси, се използват за лечение на тумори и стерилизация.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Радиовълни: радио, телевизия; дългите вълни заобикалят Земята чрез отражение от йоносферата.
  • Микровълни: мобилни телефони, Wi-Fi, радари, GPS, фурни (около 2,45 GHz).
  • Инфрачервени (Хершел, 1800 г.): топлинно лъчение, термовизия, дистанционни управления.
  • Ултравиолетови (Ритер, 1801 г.): изгаряне и витамин D, стерилизация; озоновият слой ги поглъща частично.
  • Рентгенови (Рьонтген, 1895 г.) и гама-лъчи: медицина, проверка на багаж; защита с олово.

Пример

Микровълнова фурна работи на 2,45 GHz, следователно дължината на вълната е λ = 3·108/2,45·109 ≈ 0,12 m, т.е. около 12 cm.

Проверете се: 30 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Кое устройство използва отразени радиовълни, за да определи разстоянието до самолет?
    • Радар
    • Лазерен принтер
    • Рентгенов апарат
    • Термокамера

    Отговор: Радар

    Радарът изпраща импулс и измерва времето до връщането на отразения сигнал.

  2. Какви вълни използват Wi-Fi и Bluetooth?
    • Инфрачервени лъчи
    • Ултравиолетови лъчи
    • Ултразвук
    • Радиовълни (микровълни)

    Отговор: Радиовълни от микровълновия обхват (около 2,4 GHz)

    Bluetooth работи в обхвата около 2,4 GHz, а Wi-Fi около 2,4 GHz и 5 GHz.

  3. Защо някои радиовълни могат да се приемат далеч отвъд хоризонта?
    • Преминават през Земята
    • Отразяват се от Луната
    • Отразяват се от йоносферата
    • Движат се по-бързо от светлината

    Отговор: Отразяват се от йоносферата

    Къси и средни вълни се отразяват многократно между йоносферата и земната повърхност.

  4. Радарен сигнал се връща след 2·10−4 s. На какво разстояние е обектът?
    • 60 km
    • 15 km
    • 3 km
    • 30 km

    Отговор: 30 km

    Сигналът изминава пътя два пъти: s = ct/2 = 3·108·2·10−4/2 = 3·104 m.

  5. Мобилен телефон работи на честота 900 MHz. Каква е приблизително дължината на вълната?
    • ≈ 33 cm
    • ≈ 3,3 m
    • ≈ 3,3 cm
    • ≈ 2,7 m

    Отговор: ≈ 33 cm

    λ = c/ν = 3·108/9·108 ≈ 0,33 m.

  6. Кой получава Нобелова награда през 1909 г. за развитието на безжичната телеграфия (радиото)?
    • Томас Едисон
    • Александър Бел
    • Гулиелмо Маркони
    • Самюъл Морз

    Отговор: Гулиелмо Маркони

    Маркони (заедно с Карл Браун) получава Нобелова награда за безжичната телеграфия.

  7. На каква честота работят битовите микровълнови фурни?
    • ≈ 50 Hz
    • ≈ 2,45 GHz
    • ≈ 100 MHz
    • ≈ 5·1014 Hz

    Отговор: ≈ 2,45 GHz

    Микровълновите фурни използват честота около 2,45 GHz (дължина на вълната около 12 cm).

  8. Какво нагряват основно микровълните в храната?
    • Водните молекули
    • Металните частици
    • Въздуха около храната
    • Само чинията

    Отговор: Водните молекули

    Полярните молекули на водата се завъртат в променливото поле и предават енергията си като топлина.

  9. Какво е честотна модулация (FM) при радиопредаване?
    • Изменение на амплитудата на носещата вълна
    • Изключване на предавателя
    • Усилване на звука в приемника
    • Изменение на честотата на носещата вълна според сигнала

    Отговор: Изменение на честотата на носещата вълна според сигнала

    При FM честотата на носещата вълна се изменя в ритъма на звуковия сигнал, а амплитудата остава постоянна.

  10. Защо за връзка със спътници (GPS, сателитна телевизия) се използват микровълни, а не дълги радиовълни?
    • Отразяват се от йоносферата
    • По-евтини са
    • Преминават през йоносферата
    • Не изискват антени

    Отговор: Преминават през йоносферата

    Дългите и средните вълни се отразяват от йоносферата, а микровълните минават през нея до спътника.

  11. Какво лъчение излъчват основно нагретите тела около нас и го усещаме като топлина?
    • Ултравиолетово
    • Рентгеново
    • Гама
    • Инфрачервено

    Отговор: Инфрачервено

    Телата при стайна температура излъчват в инфрачервената област.

  12. Кое лъчение предизвиква слънчево изгаряне и спомага за образуването на витамин D в кожата?
    • Ултравиолетовото
    • Инфрачервеното
    • Радиовълните
    • Микровълните

    Отговор: Ултравиолетовото

    УВ лъчите имат достатъчно енергия да предизвикат химични промени в кожата.

  13. На какво се основава действието на термовизионните камери?
    • Регистрират ултравиолетовото лъчение
    • Изпращат рентгенови лъчи
    • Използват ултразвук
    • Регистрират инфрачервеното лъчение на телата

    Отговор: На регистриране на ИЧ лъчение

    По-топлите тела излъчват повече инфрачервено лъчение.

  14. Кое е приложение на ултравиолетовото лъчение?
    • Рентгенография на кости
    • Дезинфекция с бактерицидни лампи
    • Радиолокация
    • Дистанционно управление на телевизор

    Отговор: Дезинфекция (бактерицидни лампи)

    УВ лъчите унищожават микроорганизми; с тях се проверяват и защитите на банкнотите.

  15. Кой учен открива инфрачервеното лъчение през 1800 г.?
    • Йохан Ритер
    • Уилям Хершел
    • Вилхелм Рентген
    • Джеймс Максуел

    Отговор: Уилям Хершел

    Хершел забелязва, че термометър зад червения край на спектъра се нагрява.

  16. Какво лъчение използват дистанционните управления на телевизорите?
    • Ултравиолетово
    • Инфрачервено
    • Рентгеново
    • Гама-лъчи

    Отговор: Инфрачервено

    Светодиодът в дистанционното излъчва невидими инфрачервени импулси.

  17. Какво предпазва земната повърхност от голяма част от слънчевото ултравиолетово лъчение?
    • Облаците
    • Магнитосферата
    • Йоносферата
    • Озоновият слой

    Отговор: Озоновият слой

    Озонът в стратосферата поглъща най-опасната част от УВ лъчението.

  18. Защо истинността на банкнотите се проверява под ултравиолетова лампа?
    • Банкнотите се нагряват
    • Хартията става прозрачна
    • Специални защитни знаци светят (флуоресцират)
    • Мастилото изчезва

    Отговор: Специални защитни знаци светят (флуоресцират)

    Защитните влакна и знаци поглъщат УВ лъчение и излъчват видима светлина.

  19. В какъв интервал са приблизително дължините на вълните на инфрачервеното лъчение?
    • от около 760 nm до около 1 mm
    • от 10 до 380 nm
    • от 0,01 до 10 nm
    • от 1 m до 1 km

    Отговор: от около 760 nm до около 1 mm

    Инфрачервеното лъчение е между червената светлина и микровълните.

  20. Кой учен открива ултравиолетовото лъчение през 1801 г.?
    • Уилям Хершел
    • Йохан Вилхелм Ритер
    • Вилхелм Рентген
    • Исак Нютон

    Отговор: Йохан Вилхелм Ритер

    Ритер забелязва, че сребърният хлорид почернява най-бързо отвъд виолетовия край на спектъра.

  21. Кой открива през 1895 г. лъчите, използвани днес за снимки на кости?
    • Анри Бекерел
    • Мария Кюри
    • Вилхелм Рентген
    • Джоузеф Томсън

    Отговор: Вилхелм Конрад Рентген

    Рентген ги нарича X-лъчи.

  22. Защо на рентгенова снимка костите изглеждат светли?
    • Излъчват рентгенови лъчи
    • Отразяват видимата светлина
    • Поглъщат рентгеновите лъчи по-силно от меките тъкани
    • Пропускат лъчите по-добре от мускулите

    Отговор: Поглъщат силно лъчите

    Където лъчите са погълнати, филмът (детекторът) остава неосветен.

  23. Къде възникват гама-лъчите?
    • В антените на радиостанциите
    • В нажежените тела
    • В атомните ядра
    • В електронната обвивка при видими преходи

    Отговор: В атомните ядра

    Гама-лъчите се излъчват при радиоактивни и ядрени процеси.

  24. Кой материал се използва най-често за защита от рентгенови и гама-лъчи?
    • Алуминиево фолио
    • Олово
    • Пластмаса
    • Дърво

    Отговор: Олово

    Оловото има голяма плътност и голям атомен номер и поглъща силно лъчите.

  25. За кое от изброените се използват гама-лъчите?
    • Затопляне на храна
    • Нощно виждане
    • Стерилизация на медицински инструменти и лечение на тумори
    • Безжичен интернет

    Отговор: Стерилизация и лъчелечение

    Високата енергия на гама-фотоните убива микроорганизми и туморни клетки.

  26. За какво се използват рентгенови лъчи на летищата?
    • За осветление на пистата
    • За радиовръзка с пилотите
    • За проверка на багажа
    • За отопление

    Отговор: За проверка на багажа

    Рентгеновите скенери показват съдържанието на чантите, без да се отварят.

  27. Защо персоналът излиза от стаята при рентгенова снимка?
    • За да не пречи на апарата
    • За да се предпази от многократно облъчване
    • За да не се развали снимката
    • Защото лъчите са горещи

    Отговор: За да се предпази от многократно облъчване

    Една снимка е с малка доза, но персоналът прави много снимки всеки ден и дозите се натрупват.

  28. Как се нарича медицинският метод, който с рентгенови лъчи създава послойни изображения на тялото?
    • Ехография
    • Ядрено-магнитен резонанс
    • Електрокардиография
    • Компютърна томография (КТ)

    Отговор: Компютърна томография (КТ)

    При КТ рентгенова тръба се върти около пациента и компютър възстановява срезовете.

  29. В какъв интервал са приблизително дължините на вълните на рентгеновите лъчи?
    • от около 0,01 до 10 nm
    • от 380 до 760 nm
    • около 1 mm
    • около 1 m

    Отговор: от около 0,01 до 10 nm

    Рентгеновите лъчи имат дължини на вълната, сравними с размерите на атомите.

  30. Защо гама-телескопите се изнасят в Космоса?
    • Там е по-студено
    • По-близо са до звездите
    • Атмосферата поглъща гама-лъчите
    • Там няма светлинно замърсяване

    Отговор: Атмосферата поглъща гама-лъчите

    Гама-лъчите от Космоса не достигат до земната повърхност, защото се поглъщат в атмосферата.