Задание №14 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для анализа утверждений воспользуемся представленной шкалой электромагнитных волн, на которой указаны диапазоны частот для различных видов излучения, и связью между скоростью, частотой и длиной волны.

1. Проверим утверждение № 1: «Электромагнитные волны частотой $3 \cdot 10^{3}$ ГГц принадлежат только радиоизлучению».
На шкале видно, что значение частоты $3 \cdot 10^{3}$ ГГц находится на границе двух областей: радиоизлучения и инфракрасного излучения. Следовательно, утверждение о том, что они принадлежат только радиоизлучению, неверно.

2. Проверим утверждение № 2: «Электромагнитные волны частотой $5 \cdot 10^{4}$ ГГц принадлежат инфракрасному излучению».
Диапазон инфракрасного излучения на шкале простирается от $3 \cdot 10^{2}$ ГГц (или $300$ ГГц) до примерно $4 \cdot 10^{5}$ ГГц (граница с видимым светом). Частота $5 \cdot 10^{4}$ ГГц попадает внутрь этого интервала (между $3 \cdot 10^{3}$ и $3 \cdot 10^{5}$ ГГц). Утверждение верно.

3. Проверим утверждение № 3: «Ультрафиолетовые лучи имеют большую длину волны по сравнению с инфракрасными лучами».
Длина волны $\lambda$ связана с частотой $\nu$ формулой: $\lambda = \frac{c}{\nu}$, где $c$ — скорость света. Это значит, что чем больше частота, тем меньше длина волны. На шкале ультрафиолетовое излучение находится правее инфракрасного, то есть его частота выше. Следовательно, длина волны ультрафиолетовых лучей меньше, чем у инфракрасных. Утверждение неверно.

4. Проверим утверждение № 4: «Электромагнитные волны длиной волны $1$ м принадлежат радиоизлучению».
Рассчитаем частоту волны длиной $\lambda = 1$ м, используя скорость света в вакууме $c = 3 \cdot 10^{8}$ м/с:
$\nu = \frac{c}{\lambda} = \frac{3 \cdot 10^{8} \text{ м/с}}{1 \text{ м}} = 3 \cdot 10^{8} \text{ Гц}$.
Переведем в мегагерцы: $3 \cdot 10^{8} \text{ Гц} = 300 \cdot 10^{6} \text{ Гц} = 300 \text{ МГц}$.
По шкале частота $300 \text{ МГц}$ соответствует диапазону радиоизлучения. Утверждение верно.

5. Проверим утверждение № 5: «В вакууме рентгеновские лучи имеют большую скорость распространения по сравнению с видимым светом».
Все электромагнитные волны (радиоволны, свет, рентгеновское излучение и др.) распространяются в вакууме с одинаковой скоростью — скоростью света $c \approx 3 \cdot 10^{8}$ м/с. Утверждение неверно.

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 2 и 4.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ