Giả sử một vệ tinh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng xích đạo Trái Đất, đường thẳng nối vệ tinh với tâm Trái Đất đi qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc. Coi Trái Đất như một quả cầu bán kính \(6400{\rm{\;km}}\), khối lượng là \({6.10^{24}}{\rm{\;kg}}\) và chu kì quay quanh trục của nó là \(24{\rm{\;h}}\), hằng số hấp dẫn \({\rm{G}} = 6,67 \cdot {10^{ - 11}}{\rm{\;N}} \cdot {{\rm{m}}^2}/{\rm{k}}{{\rm{g}}^2}\). Sóng cực ngắn \({\rm{f}} > 30{\rm{MHz}}\) phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo Trái Đất trong khoảng kinh độ nào?

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?