Задание 4 ЕГЭ, физика: Волны

ЕГЭ ФизикаЗадание 41.5.5 Звук. Скорость звука

Диапазон частот ультразвуковых волн, применяемых в физиотерапии, занимает частотный интервал от \nu_1 = 0,8МГц до \nu_2 = 3,2МГц. Каково отношение граничных длин звуковых волн  дробь: числитель: \lambda_1, знаменатель: \lambda_2 конец дроби этого интервала?

В подтеме 34 задач
Разбор
Главная идея: Отношение длин волн при одной и той же скорости распространения равно обратному отношению частот.

Для волн любой природы справедливо соотношение между длиной волны, частотой и скоростью распространения:

λν=c\lambda \nu = c

Отсюда выражаем длину волны:

λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}

Так как скорость ультразвука в среде (обычно в физиотерапии — в воде или биологических тканях) одинакова для всех частот в рассматриваемом диапазоне, можно найти отношение граничных длин волн:

λ1λ2=cν1cν2=cν1⋅ν2c=ν2ν1\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{\frac{c}{\nu_1}}{\frac{c}{\nu_2}} = \frac{c}{\nu_1} \cdot \frac{\nu_2}{c} = \frac{\nu_2}{\nu_1}

Делим большую частоту на меньшую:

λ1λ2=3,20,8=4\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{3,2}{0,8} = 4

Когда частота увеличивается (от ν1\nu_1 к ν2\nu_2), длина волны уменьшается во столько же раз.

Типичные ошибки

  • Неверно подставить частоты в формулу (например, ν1\nu_1 в числитель вместо знаменателя), что даёт 0,250,25 вместо 44.
  • Забыть, что скорость ультразвука остаётся постоянной, и попытаться использовать скорость звука в воздухе вместо скорости в среде физиотерапии.
  • Ошибиться при делении дробей: написать λ1λ2=cν1⋅cν2\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{c}{\nu_1} \cdot \frac{c}{\nu_2} вместо умножения на обратную дробь.
Непонятно?

Похожие задачи