Източници на светлина и безжични комуникации
Източниците на светлина са топлинни (лампата с нажежаема жичка излъчва, защото е нагрята) и луминесцентни (светодиоди, енергоспестяващи лампи, лазери), при които светлината се излъчва без нагряване. Лазерното лъчение е монохроматично, кохерентно и тясно насочено. Радиовълните и микровълните пренасят информация: радио, мобилни телефони, Wi-Fi, спътникова връзка. За всяка електромагнитна вълна λ = c/ν. Оптичните кабели пренасят светлинни сигнали чрез пълно вътрешно отражение.
Какво да запомним
- λ = c/ν; при 100 MHz λ = 3 m.
- Лазер: монохроматично, кохерентно, насочено лъчение.
- Микровълнова фурна: около 2,45 GHz; Wi-Fi: 2,4 и 5 GHz.
- Светлинен добив: светлинен поток/мощност (lm/W).
Пример
Сигнал до геостационарен спътник (на височина около 36 000 km) и обратно пътува около 72·106 m/(3·108 m/s) ≈ 0,24 s.
Проверете се: 10 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кой източник на светлина работи на принципа на топлинното излъчване?
- Светодиодът
- Лазерът
- Луминесцентната лампа
- Лампата с нажежаема жичка
Отговор: Лампата с нажежаема жичка
Жичката се нагрява до около 2500-3000 K и излъчва.
Кое е характерно за лазерното лъчение?
- Монохроматично, кохерентно и тясно насочено
- Бяло и разсеяно
- Само инфрачервено
- Невидимо и безопасно
Отговор: Монохроматично, кохерентно и тясно насочено
Лазерът излъчва вълни с една дължина, в една фаза и в тесен сноп.
Каква е дължината на вълната на радиостанция с честота 100 MHz?
- 30 m
- 0,3 m
- 3 m
- 300 m
Отговор: 3 m
λ = c/ν = 3·108/108 = 3 m.
Защо микровълновата фурна затопля храната?
- Тя излъчва рентгенови лъчи
- Нагрява въздуха с нажежена жичка
- Микровълните предизвикват трептене на водните молекули
- Използва ултразвук
Отговор: Микровълните предизвикват трептене на водните молекули
Енергията на трептенията на водните молекули се превръща във вътрешна енергия на храната.
Колко време пътува сигнал до геостационарен спътник (височина ≈ 36 000 km) и обратно?
- ≈ 0,12 s
- ≈ 0,24 s
- ≈ 2,4 s
- ≈ 0,024 s
Отговор: ≈ 0,24 s
t = 2 · 3,6·107 m / 3·108 m/s ≈ 0,24 s.
Коя от изброените електромагнитни вълни има най-голяма дължина на вълната?
- Видимата светлина
- Рентгеновите лъчи
- Радиовълните
- Гама-лъчите
Отговор: Радиовълните
Радиовълните имат най-ниска честота и най-голяма дължина на вълната.
Как се нарича излъчването на светлина от вещество без нагряване?
- Топлинно излъчване
- Пречупване
- Дифракция
- Луминесценция
Отговор: Луминесценция
Луминесценция има в светодиодите, луминесцентните лампи и светулките.
На какво явление се основава преносът на светлина по оптичните кабели?
- Дифракция
- Фотоефект
- Пълно вътрешно отражение
- Поляризация
Отговор: Пълно вътрешно отражение
Светлината се отразява многократно от границата на влакното и не излиза навън.
Какви вълни използват мобилните телефони и Wi-Fi?
- Ултразвук
- Рентгенови лъчи
- Микровълни (радиовълни с честоти от порядъка на GHz)
- Видима светлина
Отговор: Микровълни (радиовълни с честоти от порядъка на GHz)
Мобилните мрежи и Wi-Fi работят на честоти от стотици MHz до няколко GHz.
LED лампа с мощност 9 W дава светлинен поток 810 lm. Какъв е светлинният ѝ добив?
- 90 lm/W
- 7290 lm/W
- 0,011 lm/W
- 801 lm/W
Отговор: 90 lm/W
810 lm : 9 W = 90 lm/W.