ملف تدريبي: طاقة وقدرة وشدة الموجات الكهرومغناطيسية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب طاقة وقدرة وشدة الموجات الكهرومغناطيسية ومقدار متجه بوينتنج.

س١:

وحدة واي فاي خارجية في منطقة تنزُّه قدرتها 100 مللي وات، ومداها يصل إلى 30 m تقريبًا. ما القدرة التي تجعل مدى هذه الوحدة يقِلُّ ليصل إلى 12 m، مع استمرار استخدامها من نفس أجهزة الوضع السابق؟ افترِض عدم وجود أيِّ عوائق في الطريق، وأن موجات الميكروويف الساقطة على الأرض تُمتَصُّ بسهولة.

س٢:

مصباحان كهربيان القدرة الكهربية الداخلة لهما تساوي 100 W، و75 W، على الترتيب. عند أي مسافة تكون شدة ضوء المصباح الذي قدرته 100 W مساوية لشدة الضوء على مسافة 10.0 m من المصباح الذي قدرته 75 W؟ بافتراض أن كلا المصباحين لهما نفس الكفاءة.

س٣:

ما شدة موجة كهرومغناطيسية تصل أقصى شدة لمجالها الكهربي إلى 125 V/m؟

س٤:

مصباح كهربائي قدرته 150 وات تنبعث 5.00% من طاقته في صورة إشعاع كهرومغناطيسي. ما مقدار متوسط متجه بوينتينج على مسافة 10.0 m من المصباح؟

  • أ 5 . 9 7 × 1 0 W/m2
  • ب 5 . 8 5 × 1 0 W/m2
  • ج 5 . 5 9 × 1 0 W/m2
  • د 6 . 1 1 × 1 0 W/m2
  • ه 5 . 7 4 × 1 0 W/m2

س٥:

عند قمة الغلاف الجوي للأرض، متوسِّط متجه بوينتنج بالنسبة إلى الزمن لضوء الشمس يساوي 1.40 kW/m2.

ما أقصى قيمة للمجال الكهربي لموجة بهذه الشدة؟

ما أقصى قيمة لكثافة الفيض المغناطيسي لموجة بهذه الشدة؟

  • أ 3 . 7 2 × 1 0 T
  • ب 3 . 6 0 × 1 0 T
  • ج 3 . 5 1 × 1 0 T
  • د 3 . 3 6 × 1 0 T
  • ه 3 . 4 2 × 1 0 T

ما إجمالي القدرة التي تشعها الشمس؟ افترِض أن الأرض تقع على مسافة 1.50×10 m من الشمس، وضوء الشمس يتكوَّن من موجات كهرومغناطيسية مستوية.

  • أ 3 . 9 6 × 1 0 W
  • ب 4 . 7 7 × 1 0 W
  • ج 3 . 0 3 × 1 0 W
  • د 5 . 5 9 × 1 0 W
  • ه 2 . 1 6 × 1 0 W

س٦:

السعة الحرارية النوعية للمكرونة الإسباجيتي تساوي 3.76×10/JkgC. يشغل 0.400 kg من المكرونة الإسباجيتي مساحة دائرية قطرها 20.0 cm داخل فرن ميكروويف. في وضع القدرة القصوى للميكروويف، يزيد الفرن من درجة حرارة المكرونة الإسباجيتي بمقدار 45.0C خلال 120 s.

ما معدل امتصاص الطاقة عن طريق المكرونة الإسباجيتي، بفرض أنها ممتص مثالي؟

أوجد متوسط شدة موجات الميكروويف.

  • أ 1 . 5 6 × 1 0 W/m2
  • ب 2 . 3 3 × 1 0 W/m2
  • ج 2 . 0 7 × 1 0 W/m2
  • د 2 . 6 3 × 1 0 W/m2
  • ه 1 . 8 0 × 1 0 W/m2

ما أقصى شدة للمجال الكهربي في الميكروويف؟

  • أ 3 . 8 9 × 1 0 V/m
  • ب 3 . 6 8 × 1 0 V/m
  • ج 4 . 0 3 × 1 0 V/m
  • د 4 . 1 1 × 1 0 V/m
  • ه 3 . 7 7 × 1 0 V/m

ما أقصى كثافة للفيض المغناطيسي في الميكروويف؟

  • أ 1 . 4 0 × 1 0 T
  • ب 1 . 3 5 × 1 0 T
  • ج 1 . 4 4 × 1 0 T
  • د 1 . 2 9 × 1 0 T
  • ه 1 . 2 3 × 1 0 T

س٧:

جهاز موجات راديو معدلة السعة يرسل موجات قدرتها 50.0 kW بصورة منتظمة في جميع الاتجاهات. افترض أن موجات الراديو التي تسقط على الأرض تُمتص بالكامل، ولا يحدث أي امتصاص لموجات الراديو التي لا تسقط على الأرض؛ لذلك فإن نصف القدرة المنبعثة تنتشر في مساحة على شكل نصف كرة. موجات الراديو الصادرة من جهاز الإرسال تصل إلى مُستقبِل يقع على بُعد 30.0 km من الجهاز.

ما مقدار شدة موجات الراديو عند موقع المُستقبِل؟

  • أ 3 . 5 9 × 1 0 W/m2
  • ب 4 . 4 2 × 1 0 W/m2
  • ج 6 . 6 7 × 1 0 W/m2
  • د 2 . 7 4 × 1 0 W/m2
  • ه 5 . 3 3 × 1 0 W/m2

ما أقصى شدة للمجال الكهربي لموجات الراديو عند موقع المُستقبِل؟

  • أ 5 . 7 7 × 1 0 W/m2
  • ب 5 . 9 0 × 1 0 W/m2
  • ج 5 . 6 6 × 1 0 W/m2
  • د 6 . 0 8 × 1 0 W/m2
  • ه 5 . 5 2 × 1 0 W/m2

س٨:

يُشِعُّ الفتيل في مصباح مُتوهِّج 4.00 W من الضوء المرئي. يُمكِن اعتبار زجاج المصباح كرة نصف قطرها 1.80 cm، ويُمكِن اعتبار الفتيل نقطة عند مركز هذه الكرة. أوجد شدة الضوء عند سطح المصباح.

س٩:

إلى كم مِثل يجب زيادة السعة لزيادة شدة موجة إلى 20 مِثلًا؟

س١٠:

تصل طاقة الشمس إلى أقرب كوكب لها، وهو عطارد، بمتوسط شدة 10.4×10 W/m2. كم يستغرق وصول 1.32×10 J من الطاقة إلى مساحة قدرها 1.00 m2 من كوكب عطارد؟

س١١:

يُستخدَم شعاع ليزر لحرق الأنسجة السرطانية. عند امتصاص 93.0% من طاقة الشعاع، فإن 0.550 kJ من طاقة الشعاع تتركز في بقعة دائرية قطرها 1.75 mm لمدة 3.50 s. ما شدة الشعاع؟

  • أ 2 . 2 1 × 1 0 W/m2
  • ب 7 . 0 2 × 1 0 W/m2
  • ج 6 . 5 3 × 1 0 W/m2
  • د 6 . 1 5 × 1 0 W/m2
  • ه 5 . 5 2 × 1 0 W/m2

س١٢:

تبث محطة إذاعية موجات الراديو الخاصة بها بقدرة 80 kW. ما شدة هذه الإشارة في حال استقبالها على كوكب يدور حول النجم بروكسيما سنتوري، وهو أقرب نجم إلى الشمس، ويبعُد 4.243 ly عن النقطة التي ينبعث منها الإشعاع؟ قرِّب إجابتك لأقرب رقم معنوي.

  • أ 4 × 1 0 W/m2
  • ب 7 × 1 0 W/m2
  • ج 5 × 1 0 W/m2
  • د 3 × 1 0 W/m2
  • ه 2 × 1 0 W/m2

س١٣:

تُعدُّ مجرة أندروميدا أقرب مجرة كبيرة إلى مجرة درب التبانة وتُرى بالعين المُجرَّدة. أوجد سطوع مجرة أندروميدا بالنسبة إلى الشمس. افترض أن سطوع مجرة أندروميدا يساوي 1.00×10 مرة من سطوع الشمس، وأنها تقع على مسافة 0.622 Mpc من راصد.

  • أ 3 . 1 1 × 1 0 W/m2
  • ب 1 . 8 7 × 1 0 W/m2
  • ج 0 . 3 7 8 × 1 0 W/m2
  • د 6 . 2 2 × 1 0 W/m2
  • ه 2 . 1 6 × 1 0 W/m2

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.