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1、第四講電磁波第四講電磁波一、電磁場(chǎng)與電磁波一、電磁場(chǎng)與電磁波1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論麥克斯韋電磁場(chǎng)理論變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)空間產(chǎn)生磁場(chǎng)2電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)變化電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場(chǎng)3電磁波電磁波電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)(電磁能量電磁能量)由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波波(1)電磁波是橫波，在空間傳播電磁波是橫波，在空間傳播

2、_介質(zhì)介質(zhì)(2)真空中電磁波的速度為真空中電磁波的速度為_m/s.不需要不需要3108 電磁波不同于機(jī)械波，機(jī)械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，電磁波不同于機(jī)械波，機(jī)械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，機(jī)械波的波速僅取決于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及波的頻率均有關(guān)機(jī)械波的波速僅取決于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及波的頻率均有關(guān)系系二、無線電波的發(fā)射和接收二、無線電波的發(fā)射和接收1發(fā)射電磁波的條件發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的頻率；要有足夠高的頻率；(2)電路必須開放，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間電路必須開放，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間2調(diào)制有調(diào)制有

3、_和和_兩種方式兩種方式調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻3無線電波的接收無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率波的頻率_時(shí)，激起的振蕩電流時(shí)，激起的振蕩電流_，這就是電諧振現(xiàn)象這就是電諧振現(xiàn)象(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做_能夠能夠_的接收電路叫做調(diào)諧電路的接收電路叫做調(diào)諧電路(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢檢”出調(diào)制信出調(diào)制信號(hào)的過程，叫做號(hào)的過程，叫做_檢波是調(diào)制的逆過檢波是調(diào)制的逆過程，也叫做程，也叫做_相等相等最強(qiáng)最強(qiáng)調(diào)諧調(diào)諧調(diào)諧調(diào)諧檢波檢波解調(diào)解調(diào)三、電磁波譜三、電磁波譜電磁電磁波

4、譜波譜特性特性應(yīng)用應(yīng)用真空中真空中波長波長遞變遞變規(guī)律規(guī)律無線無線電波電波容易容易發(fā)發(fā)生衍射生衍射通信和通信和廣播廣播大于大于1 mm紅外線紅外線 熱效應(yīng)熱效應(yīng)紅外線紅外線遙感遙感小于小于1 mm大于大于700 nm可見光可見光引起引起視覺視覺照明等照明等700 nm到到400 nm之間之間紫外線紫外線化學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)、能殺菌能殺菌滅菌消毒滅菌消毒、防偽防偽5 nm到到370 nm之之間間X射線射線穿透能力穿透能力強(qiáng)強(qiáng)醫(yī)用透視醫(yī)用透視、安檢安檢0.01 nm到到10 nm之間之間射線射線穿透能力穿透能力很強(qiáng)很強(qiáng)工業(yè)探傷工業(yè)探傷、醫(yī)用醫(yī)用治療治療小于小于.01 nm一、對(duì)麥克

5、斯韋電磁場(chǎng)理論與電磁波的理解一、對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論與電磁波的理解對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解二、電磁波譜及各種電磁波的應(yīng)用二、電磁波譜及各種電磁波的應(yīng)用三、電磁波與機(jī)械波的對(duì)比三、電磁波與機(jī)械波的對(duì)比特性特性電磁波電磁波機(jī)械波機(jī)械波不不同同點(diǎn)點(diǎn)本質(zhì)本質(zhì)電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理由電磁振蕩由電磁振蕩產(chǎn)生產(chǎn)生由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生周期性周期性變化的變化的量量場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)E與磁與磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空隨時(shí)間和空間做周期性間做周期性變化變化質(zhì)點(diǎn)的位移質(zhì)點(diǎn)的位移s，加，加速度速度a，速度，速度v隨隨時(shí)間和空間做周時(shí)間和空間做周期性變化期性變化(1

6、)無論電磁波、機(jī)械波，它們的頻率無論電磁波、機(jī)械波，它們的頻率f都由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)都由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)(2)機(jī)械波由空氣進(jìn)入水中，波速變大，電磁波由空氣進(jìn)入水中，波速變機(jī)械波由空氣進(jìn)入水中，波速變大，電磁波由空氣進(jìn)入水中，波速變小小1.(2010上海單科上海單科)電磁波包含了電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無線電波等，射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是按波長由長到短的排列順序是()A無線電波、紅外線、紫外線、無線電波、紅外線、紫外線、射線射線B紅外線、無線電波、紅外線、無線電波、射線、紫外線射線、紫外線C射線、紅外線、紫外線、無線電波射線、紅外線、紫外線、

7、無線電波D紫外線、無線電波、紫外線、無線電波、射線、紅外線射線、紅外線解析：解析：在電磁波家族中，按波長由長到短分別有無線電波、紅在電磁波家族中，按波長由長到短分別有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、外線、可見光、紫外線、X射線、射線、射線等，所以射線等，所以A項(xiàng)對(duì)項(xiàng)對(duì)答案：答案：A2在應(yīng)用電磁波的特性時(shí)，下列符合實(shí)際的是在應(yīng)用電磁波的特性時(shí)，下列符合實(shí)際的是()醫(yī)院里常用醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒射線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒醫(yī)院里常用醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒家用消毒碗柜利用紫外線家用消毒碗柜利用紫外線產(chǎn)生的高溫對(duì)食具進(jìn)行消毒產(chǎn)生的高溫對(duì)食具

8、進(jìn)行消毒家用消毒碗柜利用紅外線產(chǎn)生家用消毒碗柜利用紅外線產(chǎn)生的高溫對(duì)食具進(jìn)行消毒的高溫對(duì)食具進(jìn)行消毒ABC D答案：答案：D3驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光光”能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光；家用電器上能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光；家用電器上的遙控器發(fā)出的的遙控器發(fā)出的“光光”用來控制電視機(jī)、空調(diào)對(duì)于它們發(fā)出的用來控制電視機(jī)、空調(diào)對(duì)于它們發(fā)出的“光光”，下列說法正確的是，下列說法正確的是()A驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光光”是紅外線是紅外線B遙控器發(fā)出的遙控器發(fā)出的“光光”是紅外線是紅外線C紅外線是由原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的紅外線是由原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的D紅外線是由原子的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)

9、生的紅外線是由原子的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的解析：解析：紫外線具有熒光效應(yīng)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光，因此驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的紫外線具有熒光效應(yīng)，能使熒光物質(zhì)發(fā)光，因此驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光光”應(yīng)為紫外線；遙控器所發(fā)出的應(yīng)為紫外線；遙控器所發(fā)出的“光光”是紅外線，紅外線的波長較是紅外線，紅外線的波長較長，容易繞過煙塵等障礙物；紅外線、紫外線產(chǎn)生的機(jī)理都是原子的外長，容易繞過煙塵等障礙物；紅外線、紫外線產(chǎn)生的機(jī)理都是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的因而正確答案為層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的因而正確答案為B.答案：答案：B4(2010北京理綜北京理綜)屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣性屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣

10、性系中系中()A真空中光速不變真空中光速不變B時(shí)間間隔具有相對(duì)性時(shí)間間隔具有相對(duì)性C物體的質(zhì)量不變物體的質(zhì)量不變 D物體的能量與質(zhì)量成正比物體的能量與質(zhì)量成正比解析：解析：狹義相對(duì)論的兩條假設(shè)分別是：在任何慣性系中真空中狹義相對(duì)論的兩條假設(shè)分別是：在任何慣性系中真空中的光速不變和一切物理規(guī)律相同的光速不變和一切物理規(guī)律相同答案：答案：A5(2010天津理綜天津理綜)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)B電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波只要有

11、電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波D電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播解析：解析：變化的磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電場(chǎng)，A正確若只有電場(chǎng)和磁場(chǎng)而電場(chǎng)正確若只有電場(chǎng)和磁場(chǎng)而電場(chǎng)和磁場(chǎng)都穩(wěn)定或電場(chǎng)、磁場(chǎng)僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，和磁場(chǎng)都穩(wěn)定或電場(chǎng)、磁場(chǎng)僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，C錯(cuò)光也錯(cuò)光也是電磁波，在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同，可判斷是電磁波，在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同，可判斷B錯(cuò)錯(cuò)D選項(xiàng)中沒強(qiáng)選項(xiàng)中沒強(qiáng)調(diào)是調(diào)是“均勻均勻”介質(zhì)，若介質(zhì)密度不均勻會(huì)發(fā)生折射，故介質(zhì)，若介質(zhì)密度不均勻會(huì)發(fā)生折射，故D錯(cuò)錯(cuò)答案：答案：A解析：解析：電磁波的傳播速度不僅和介質(zhì)有關(guān)，

12、還和頻率有關(guān)，而與電磁波的傳播速度不僅和介質(zhì)有關(guān)，還和頻率有關(guān)，而與發(fā)射能量無關(guān)，故選項(xiàng)發(fā)射能量無關(guān)，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤錯(cuò)誤D項(xiàng)正確項(xiàng)正確答案：答案：D 電磁場(chǎng)理論和波長、波速關(guān)系的應(yīng)用電磁場(chǎng)理論和波長、波速關(guān)系的應(yīng)用(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：_.(2)電磁波在傳播過程中，每處的電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向總是電磁波在傳播過程中，每處的電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向總是_的，并和該處電磁波的傳播方向的，并和該處電磁波的傳播方向_，這就說明，這就說明電磁波是電磁波是_波波(3)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至至1 000 MHz的范圍內(nèi)請(qǐng)的范圍

13、內(nèi)請(qǐng)回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離？能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離？解析：解析：(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(2)電磁波在傳播過程中，每處的電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向總是垂直的，并和電磁波在傳播過程中，每處的電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向總是垂直的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波(201

14、1廣州梅州二模廣州梅州二模)電磁波與機(jī)械波相比較有電磁波與機(jī)械波相比較有()A電磁波和機(jī)械波傳播都需要介質(zhì)電磁波和機(jī)械波傳播都需要介質(zhì)B電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機(jī)械波在同一介質(zhì)中電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機(jī)械波在同一介質(zhì)中的傳播速率相同的傳播速率相同C電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象答案：答案：D1.關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說法正確的是關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說法正確的是()A由于電磁波和機(jī)械波本質(zhì)上相同，故這兩種波的波長、頻率由于電磁波和機(jī)械波本質(zhì)上相同，故這兩種波的波長、頻率

15、和波速間具有相同的關(guān)系和波速間具有相同的關(guān)系B電磁波和機(jī)械波的傳播過程都傳遞了能量電磁波和機(jī)械波的傳播過程都傳遞了能量C電磁波和機(jī)械波都需要通過介質(zhì)傳播電磁波和機(jī)械波都需要通過介質(zhì)傳播D發(fā)射無線電波時(shí)需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)諧發(fā)射無線電波時(shí)需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)諧答案：答案：B2下列關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的說法中正確的是下列關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的說法中正確的是()A變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長將變短電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長將變短C電磁波有橫波和縱波兩類電磁波有橫波和縱波兩類D雷達(dá)是利用電磁波的衍射原理工作的雷達(dá)是利用電磁波的衍射原理工作

16、的答案：答案：B3(2011山東濰坊二模山東濰坊二模)有關(guān)電磁波和聲波，下列說法錯(cuò)誤的有關(guān)電磁波和聲波，下列說法錯(cuò)誤的是是()A電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大傳播速度變大C電磁波是橫波，聲波也是橫波電磁波是橫波，聲波也是橫波D由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長變短，聲波的波長由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長變短，聲波的波長變長變長答案：答案：C4(2011個(gè)舊聯(lián)考個(gè)舊聯(lián)考)對(duì)于機(jī)械波與電磁波的比較，下列對(duì)于機(jī)械波與電磁波的比較

17、，下列說法中正確的是說法中正確的是()A它們都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象它們都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象B它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同而己它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同而己C它們可以是橫波，也可以是縱波它們可以是橫波，也可以是縱波D機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只與頻率有關(guān)而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只與頻率有關(guān)解析：解析：機(jī)械波和電磁波都具有波的共同特性機(jī)械波和電磁波都具有波的共同特性波動(dòng)性，但它波動(dòng)性，但它們有本質(zhì)區(qū)別，它們的產(chǎn)生、傳播條件等都不相同，電磁波是橫們有本質(zhì)區(qū)別，它們

18、的產(chǎn)生、傳播條件等都不相同，電磁波是橫波，機(jī)械波有橫波也有縱波，機(jī)械波傳播速度只取決于介質(zhì)，而波，機(jī)械波有橫波也有縱波，機(jī)械波傳播速度只取決于介質(zhì)，而電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，與介質(zhì)及頻率都有關(guān)，電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，與介質(zhì)及頻率都有關(guān)，所以只有所以只有A是正確的是正確的答案：答案：A5下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空象請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上格上(1)X光機(jī)，光機(jī)，_(2)紫外線燈，紫外線燈，_(3)理療醫(yī)用理療醫(yī)用“神燈神

19、燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好這里的照射傷口，可使傷口愈合得較好這里的“神燈神燈”是利用是利用_A光的全反射光的全反射B紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C紫外線具有殺菌消毒作用紫外線具有殺菌消毒作用DX射線的很強(qiáng)的貫穿力射線的很強(qiáng)的貫穿力E紅外線具有顯著的熱效應(yīng)紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F紅外線波長較長，易發(fā)生衍射紅外線波長較長，易發(fā)生衍射解析：解析：(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大

20、的害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的傷害的X射線，選擇射線，選擇D.(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C.(3)“神燈神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇循環(huán)加快，因此選擇E.答案：答案：(1)D(2)C(3)E6如下圖所示為某雷達(dá)的熒光屏，屏上標(biāo)尺的最小刻度對(duì)應(yīng)如下圖所示為某雷達(dá)的熒光屏，屏上標(biāo)尺的最小刻度對(duì)應(yīng)的時(shí)間為的時(shí)間為2104 s雷達(dá)天線朝東方時(shí)，屏上的波形如圖甲；雷達(dá)天線朝東方時(shí)，屏上的波形如圖甲；雷達(dá)天線朝西方時(shí)，屏上的波形如圖乙問：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線朝西方時(shí)，屏上的波形如圖乙問：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)？目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)？了目標(biāo)？目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)？答案：答案：西方西方270 km