Номер 853, страница 120, 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 853, страница 120.

Условие.

853. [695] Может ли электромагнитная волна распространяться в вакууме?

Решение.

Да, электромагнитная волна может распространяться в вакууме. Более того, вакуум является идеальной средой для ее распространения, так как в нем нет вещества, которое могло бы поглощать или рассеивать энергию волны.

В отличие от механических волн, таких как звук или волны на воде, которые представляют собой колебания частиц среды и требуют для своего распространения материальной среды (газа, жидкости или твердого тела), электромагнитные волны являются колебаниями электромагнитного поля. Электромагнитная волна — это самоподдерживающийся процесс, в котором переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, а то, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле. Этот процесс не требует наличия какого-либо вещества.

Эта способность к самораспространению следует из уравнений Максвелла, которые описывают электромагнитное поле. Именно из этих уравнений следует, что электромагнитные волны движутся в вакууме с постоянной скоростью, известной как скорость света в вакууме ($\text{c}$). Эта скорость является фундаментальной физической константой и определяется через электрическую ($\epsilon_0$) и магнитную ($\mu_0$) постоянные:

$c = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}} \approx 3 \cdot 10^8$ м/с

Примером, подтверждающим это, является свет от Солнца и звезд, который достигает Земли, проходя через миллионы километров космического вакуума. Точно так же радиоволны от спутников и межпланетных зондов передаются на Землю через вакуум.

Ответ: Да, электромагнитная волна может распространяться в вакууме, так как она представляет собой колебания электромагнитного поля, для распространения которых не требуется материальная среда.