Задание OGEPHYSB3C8E1: Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн

ФИПИ · ОГЭ · все форматы ответа · 1506 заданий

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание

Учебные темы: Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн; Планирование и анализ эксперимента; Работа с физическим текстом и данными.

Общее условие

Исторические опыты по определению скорости света и звука

 

В 1607 г. Галилео Галилей впервые в истории физики предпринял попытку определить скорость света с помощью следующего опыта: два наблюдателя (А и В), снабжённые закрывающимися фонарями, расходились на большое расстояние D друг от друга (рисунок 1). Наблюдатель А открывал свой фонарь, и свет через некоторый промежуток времени доходил до наблюдателя В, который в тот же момент открывал свой фонарь. Когда второй сигнал доходил обратно до наблюдателя А, тот отмечал время τ, протёкшее от момента подачи им сигнала до момента его возвращения. Тогда скорость света с можно было бы рассчитать по формуле: Рисунок из условия ФИПИ.

Рисунок из условия ФИПИ

 

Рисунок 1

 

Однако опыты Галилея оказались неудачными и не позволили определить скорость света.

Похожую схему опыта применил в 1630 г. французский учёный
М. Марсенн для определения скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определённом расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время τ, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашёл, что скорость звука Рисунок из условия ФИПИ равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду. Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе на самом деле составляет примерно
330 Рисунок из условия ФИПИ), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука.

 

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Измерения какой физической величины (расстояния или времени) обрекли опыты Галилея на неудачу? Ответ поясните.


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: B3C8E1
1 (247D20)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYSB3C8E1

Ответ: Не удалось достаточно точно измерить время.

Решающей трудностью стало измерение времени, а не расстояния. Свет должен был пройти от наблюдателя А к наблюдателю В и обратно, то есть путь 2D. В идеальной схеме без задержек
τ = 2Dc.
Скорость света очень велика, поэтому для доступного земного расстояния время распространения чрезвычайно мало. Например, если только для оценки взять D = 1000 м, то
τ = 2 · 1000 м3 · 10⁸ м · с⁻¹ ≈ 6,7 · 10⁻⁶ с.
Это около семи миллионных долей секунды. Реальный наблюдатель не открывает фонарь мгновенно после восприятия сигнала; время реакции и точность имевшихся средств измерения значительно превышают время хода света. Измеряемая задержка поэтому отражает главным образом действия людей и приборов, а не распространение света.
Проверка: формула c = 2Dτ чувствительна к ошибке в очень малом знаменателе. Если вместо времени пролёта подставить большую задержку реакции, получится скорость намного меньше истинной. Измерить расстояние между людьми с разумной относительной точностью гораздо проще. Пример 1000 м — иллюстрация масштаба, а не отсутствующее число из условия. Ответ: недостаточная точность измерения времени.

Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн: схема решения задания OGEPHYSB3C8E1
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYSB3C8E1.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.