Номер 1, страница 166 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

12.9. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение. 12. Электромагнитные колебания и волны - номер 1, страница 166.

Решение.

Решение 2.

Шкала электромагнитных волн представляет собой упорядоченную по определённому физическому параметру последовательность всех видов электромагнитного излучения. Основным принципом, по которому построена эта шкала, является классификация волн по их частоте ($ν$) или, что эквивалентно, по их длине волны ($λ$) в вакууме.

Частота и длина волны — это фундаментальные характеристики любой волны, и для электромагнитных волн они связаны через скорость света в вакууме ($c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с) простым соотношением:

$c = λ \cdot ν$

Из этой формулы следует, что частота и длина волны обратно пропорциональны: чем больше частота, тем меньше длина волны, и наоборот. Поэтому шкалу электромагнитных волн можно рассматривать как непрерывный спектр, упорядоченный по возрастанию частоты (и, соответственно, убыванию длины волны).

Кроме того, согласно квантовой теории, энергия фотона (кванта электромагнитного излучения) прямо пропорциональна его частоте. Эта зависимость выражается формулой Планка:

$E = hν$

где $h$ — постоянная Планка. Таким образом, шкала электромагнитных волн фактически является и шкалой энергий: с ростом частоты увеличивается энергия, переносимая квантами излучения.

Традиционно весь спектр электромагнитных волн условно делят на несколько диапазонов. Это деление сложилось исторически и основано не на фундаментальных различиях в природе волн (она у всех едина), а на следующих практических аспектах:

1. Источники излучения: Разные диапазоны волн генерируются разными физическими процессами. Например, радиоволны — колебаниями электронов в антеннах, инфракрасное излучение — колебаниями атомов и молекул, видимый свет — переходами электронов на внешних атомных оболочках, а гамма-излучение — процессами внутри атомных ядер.

2. Способы регистрации: Для каждого диапазона существуют свои специфические приёмники и детекторы.

3. Взаимодействие с веществом: Волны разной частоты по-разному взаимодействуют с веществом, что определяет их свойства и применение (например, проникающую способность, поглощение, отражение).

Шкала обычно представляется в следующем порядке (по мере увеличения частоты и энергии и уменьшения длины волны):

Радиоволны → Микроволновое излучение → Инфракрасное излучение → Видимый свет → Ультрафиолетовое излучение → Рентгеновское излучение → Гамма-излучение.

Важно подчеркнуть, что границы между этими диапазонами являются условными, и они часто перекрываются.

Ответ: Шкала электромагнитных волн построена по принципу непрерывного упорядочивания волн по их частоте (или длине волны, которая обратно пропорциональна частоте). Такое упорядочивание также соответствует расположению волн по возрастанию энергии их квантов (фотонов). Деление шкалы на диапазоны (радиоволны, видимый свет, рентген и т.д.) является условным и исторически основано на различиях в способах их генерации, регистрации и характере взаимодействия с веществом.