Номер 852, страница 119, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 11 класс. Колебания и волны. Электромагнитные волны. Электромагнитная волна. Плотность потока электромагнитного излучения. Свойства электромагнитных волн - номер 852, страница 119.

Условие.

852. [694] Как изменится направление распространения электромагнитной волны, если изменить на противоположное:

1) направление вектора $\vec{B}$;

2) направление вектора $\vec{E}$;

3) одновременно направления векторов $\vec{B}$ и $\vec{E}$?

Решение.

Решение

Направление распространения электромагнитной волны — это направление переноса энергии, которое описывается вектором Пойнтинга $\vec{S}$. Этот вектор перпендикулярен векторам напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$. Направление вектора $\vec{S}$ определяется векторным произведением векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ и находится по правилу правой руки (или правилу буравчика):

$\vec{S} \sim [\vec{E} \times \vec{B}]$

Векторы $\vec{E}$, $\vec{B}$ и $\vec{S}$ образуют правую тройку векторов. Рассмотрим, как изменится направление вектора $\vec{S}$ в каждом из предложенных случаев.

1) направление вектора $\vec{B}$

Если изменить направление вектора индукции магнитного поля $\vec{B}$ на противоположное ($-\vec{B}$), а направление вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$ оставить без изменений, то новое направление распространения волны $\vec{S}'$ будет определяться векторным произведением:

$\vec{S}' \sim [\vec{E} \times (-\vec{B})] = -[\vec{E} \times \vec{B}]$

Так как $\vec{S} \sim [\vec{E} \times \vec{B}]$, то $\vec{S}' \sim -\vec{S}$. Это означает, что направление распространения волны изменится на противоположное.

Ответ: Направление распространения волны изменится на противоположное.

2) направление вектора $\vec{E}$

Если изменить направление вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$ на противоположное ($-\vec{E}$), а направление вектора индукции магнитного поля $\vec{B}$ оставить без изменений, то новое направление распространения волны $\vec{S}'$ будет определяться векторным произведением:

$\vec{S}' \sim [(-\vec{E}) \times \vec{B}] = -[\vec{E} \times \vec{B}]$

Так как $\vec{S} \sim [\vec{E} \times \vec{B}]$, то $\vec{S}' \sim -\vec{S}$. Это также означает, что направление распространения волны изменится на противоположное.

Ответ: Направление распространения волны изменится на противоположное.

3) одновременно направления векторов $\vec{B}$ и $\vec{E}$

Если одновременно изменить на противоположные направления векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ ($-\vec{E}$ и $-\vec{B}$), то новое направление распространения волны $\vec{S}'$ будет определяться векторным произведением:

$\vec{S}' \sim [(-\vec{E}) \times (-\vec{B})] = (-1)(-1)[\vec{E} \times \vec{B}] = [\vec{E} \times \vec{B}]$

Так как $\vec{S} \sim [\vec{E} \times \vec{B}]$, то $\vec{S}' \sim \vec{S}$. Направление векторного произведения не изменилось, следовательно, и направление распространения волны останется прежним.

Ответ: Направление распространения волны не изменится.