1) Чтобы найти необходимую емкость конденсатора для приема сигнала с длиной волны 800 м, мы можем использовать формулу для резонансной частоты LC-контура:
[ \omega = \frac{1}{\sqrt{LC}} ]
где ( \omega = \frac{2\pi c}{\lambda} ), ( c ) — скорость света (приблизительно ( 3 \times 10^8 ) м/с), ( \lambda ) — длина волны.
Сначала найдем частоту сигнала:
[ \lambda = 800 \, \text{м} ]
[ f = \frac{c}{\lambda} = \frac{3 \times 10^8 \, \text{м/с}}{800 \, \text{м}} = 3.75 \times 10^5 \, \text{Гц} ]
Теперь выразим емкость ( C ):
[ \omega = 2\pi f ]
[ \omega = 2\pi \times 3.75 \times 10^5 ]
[ \omega \approx 2.356 \times 10^6 \, \text{рад/с} ]
Подставляя в формулу резонансной частоты:
[ \omega^2 = \frac{1}{LC} ]
[ C = \frac{1}{L\omega^2} ]
где ( L = 2 \times 10^{-6} \, \text{Гн} ), ( \omega = 2.356 \times 10^6 \, \text{рад/с} ).
[ C = \frac{1}{2 \times 10^{-6} \times (2.356 \times 10^6)^2} ]
[ C \approx \frac{1}{11.1 \times 10^{6}} ]
[ C \approx 90 \, \text{пФ} ]
Таким образом, емкость конденсатора должна быть приблизительно 90 пФ.
2) Чтобы найти диапазон длин волн радиоприемника, используем ту же формулу для резонансной частоты. Известно, что индуктивность катушки постоянна и равна 36 мкГн, а емкость изменяется от 16 до 144 пФ.
Для минимальной емкости ( C_{\text{min}} = 16 \, \text{пФ} ):
[ \omega{\text{min}} = \frac{1}{\sqrt{LC{\text{min}}}} ]
[ f{\text{min}} = \frac{\omega{\text{min}}}{2\pi} ]
[ \lambda{\text{max}} = \frac{c}{f{\text{min}}} ]
Для максимальной емкости ( C_{\text{max}} = 144 \, \text{пФ} ):
[ \omega{\text{max}} = \frac{1}{\sqrt{LC{\text{max}}}} ]
[ f{\text{max}} = \frac{\omega{\text{max}}}{2\pi} ]
[ \lambda{\text{min}} = \frac{c}{f{\text{max}}} ]
Теперь рассчитываем:
[ L = 36 \times 10^{-6} \, \text{Гн} ]
[ C{\text{min}} = 16 \times 10^{-12} \, \text{Ф} ]
[ C{\text{max}} = 144 \times 10^{-12} \, \text{Ф} ]
Для ( C_{\text{min}} ):
[ \omega{\text{min}} = \frac{1}{\sqrt{36 \times 10^{-6} \times 16 \times 10^{-12}}} ]
[ \omega{\text{min}} \approx 4.18 \times 10^6 \, \text{рад/с} ]
[ f_{\text{min}} \approx \frac{4.18 \times 10^6}{2\pi} \approx 665 \, \text{кГц} ]
[ \lambda_{\text{max}} = \frac{3 \times 10^8}{665 \times 10^3} \approx 451 \, \text{м} ]
Для ( C_{\text{max}} ):
[ \omega{\text{max}} = \frac{1}{\sqrt{36 \times 10^{-6} \times 144 \times 10^{-12}}} ]
[ \omega{\text{max}} \approx 1.39 \times 10^6 \, \text{рад/с} ]
[ f_{\text{max}} \approx \frac{1.39 \times 10^6}{2\pi} \approx 221 \, \text{кГц} ]
[ \lambda_{\text{min}} = \frac{3 \times 10^8}{221 \times 10^3} \approx 1357 \, \text{м} ]
Таким образом, диапазон длин волн радиоприемника составляет от приблизительно 451 м до 1357 м.