Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, bằng cách phát một tín hiệu từ Trái Đất tới Mặt Trăng và thu tín hiệu trở lại, đo khoảng thời gian từ khi phát đến khi nhận tín hiệu. Khoảng thời gian từ khi phát tới khi nhận được tín hiệu trở lại là \(2,5{\rm{\;s}}\). Biết tốc độ của sóng vô tuyến này là \({3.10^8}{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\) và có tần số \({10^7}{\rm{\;Hz}}\). Tính:

(a) Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất.

(b) Bước sóng của sóng vô tuyến đã sử dụng.

Một tín hiệu của sóng siêu âm được gửi đi từ một chiếc tàu xuống đáy biển theo phương thẳng đứng. Sau 0,8 giây, tàu nhận được tín hiệu phản xạ từ đáy biển. Cho biết tốc độ truyền của sóng siêu âm trong nước biển bằng 1,6.10³ m/s. Độ sâu của đáy biển tại nơi khảo sát bằng bao nhiêu?

Một anten radar phát ra những sóng điện từ đến vật đang chuyển động về phía radar. Thời gian từ lúc anten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ từ vật trở lại là \(80\mu {\rm{s}}\). Sau hai phút, đo lần thứ hai, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần này là \(76\mu {\rm{s}}\). Tính tốc độ trung bình của vật. Coi tốc độ của sóng điện từ trong không khí bằng \(3 \cdot {10^8}{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\).

Tín hiệu từ vệ tinh địa tĩnh truyền xuống mặt đất có cường độ sóng tại anten thu là \({I_1} = 16 \cdot {10^{ - 12}}{\rm{ W/}}{{\rm{m}}^2}\), tương ứng với biên độ điện trường \({E_{01}}\). Khi trời mưa to, tín hiệu bị suy giảm khiến biên độ điện trường thu được giảm đi 2 lần (\({E_{02}} = 0,5{E_{01}}\)). Cường độ sóng \({I_2}\) thu được tại anten lúc này bằng bao nhiêu \({10^{ - 12}}{\rm{ W/}}{{\rm{m}}^2}\)?

Cho các phát biểu về mối liên hệ giữa cường độ sóng \(I\) và biên độ điện trường \({E_0}\):

Một vệ tinh địa tĩnh phát tín hiệu dạng xung điện từ về Trái Đất. Mỗi xung có thời gian kéo dài \(\tau = 2{\rm{ }}\mu {\rm{s}}\) (\(1{\rm{ }}\mu {\rm{s}} = {10^{ - 6}}{\rm{ s}}\)) và công suất phát trong thời gian có xung là \(P = 50{\rm{ W}}\). Năng lượng điện từ chứa trong mỗi xung sóng phát ra bằng bao nhiêu millijoule (\({\rm{mJ}}\))?

Một trạm không gian đo được cường độ của bức xạ điện từ phát ra từ một ngôi sao bằng 5,0.10³ W/m². Cho biết công suất bức xạ trung bình của ngôi sao này bằng 2,5.10²⁵ W. Giả sử ngôi sao này phát bức xạ đẳng hướng, tính khoảng cách từ ngôi sao này đến trạm không gian.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS - Global Positioning System) gồm 24 vệ tinh nhân tạo. Mỗi vệ tinh thực hiện hai vòng quay quanh Trái Đất trong một ngày ở độ cao 2,02.10⁷ m đối với mặt đất và phát tín hiệu điện từ đẳng hướng có công suất 25 W về phía mặt đất. Một trong các tín hiệu điện từ này có tần số 1575,42 MHz.

(a) Tính cường độ tín hiệu điện từ nhận được ở trạm thu sóng tại một vị trí trên mặt đất ngay ở phía dưới một vệ tinh.

(b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng bao nhiêu?