Номер 3, страница 60 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

3. Какими еще свойствами обладают электромагнитные волны? Какие явления называются поляризацией, интерференцией и дифракцией волн?

Электромагнитные волны обладают рядом фундаментальных свойств, которые определяют их поведение и взаимодействие с веществом. К основным свойствам относятся:
• Поперечность: Векторы напряженности электрического поля ($ \vec{E} $) и индукции магнитного поля ($ \vec{B} $) в электромагнитной волне колеблются перпендикулярно направлению распространения волны и перпендикулярно друг другу.
• Распространение в вакууме: Электромагнитные волны способны распространяться в вакууме. Скорость их распространения в вакууме является фундаментальной физической постоянной и равна скорости света $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.
• Перенос энергии и импульса: Волны переносят энергию и импульс от источника. Плотность потока энергии характеризуется вектором Пойнтинга.
• Отражение и преломление: На границе раздела двух сред электромагнитные волны могут отражаться и преломляться, изменяя свое направление.
• Принцип суперпозиции: Если в пространстве распространяются несколько волн, то результирующее поле в любой точке является векторной суммой полей, создаваемых каждой волной в отдельности. Это свойство лежит в основе явлений интерференции и дифракции.
• Корпускулярно-волновой дуализм: Электромагнитные волны проявляют как волновые свойства (интерференция, дифракция, поляризация), так и корпускулярные, выступая в виде потока частиц-квантов (фотонов) в таких явлениях, как фотоэффект.

Ответ: Ключевыми свойствами электромагнитных волн являются их поперечность, способность распространяться в вакууме со скоростью света, переносить энергию и импульс, отражаться, преломляться, а также проявлять волновые явления (интерференция, дифракция, поляризация) и корпускулярные свойства.

Поляризация
Поляризация — это одно из фундаментальных свойств поперечных волн, которое описывает ориентацию вектора колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Для электромагнитных волн поляризация характеризуется направлением колебаний вектора напряженности электрического поля ($ \vec{E} $). Если колебания происходят строго в одной плоскости, волна называется плоскополяризованной или линейно поляризованной. Естественный свет от большинства источников (например, Солнца) является неполяризованным, так как он представляет собой совокупность волн с всевозможными и быстро меняющимися ориентациями вектора $ \vec{E} $. Явление поляризации доказывает поперечность световых волн.

Ответ: Поляризацией волн называется явление выделения колебаний с определенной ориентацией в пространстве из всех возможных колебаний, присущих поперечным волнам.

Интерференция
Интерференция — это явление, возникающее при наложении (суперпозиции) двух или нескольких когерентных волн, то есть волн с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз. В результате наложения волн происходит перераспределение энергии в пространстве. В тех областях, где фазы волн совпадают (разность хода равна целому числу длин волн), происходит их усиление (конструктивная интерференция, максимумы интенсивности). В областях, где волны приходят в противофазе (разность хода равна нечетному числу полуволн), они гасят друг друга (деструктивная интерференция, минимумы интенсивности). В результате образуется устойчивая интерференционная картина из чередующихся светлых и темных полос.

Ответ: Интерференцией называется явление сложения когерентных волн, приводящее к устойчивой картине усиления или ослабления амплитуды результирующих колебаний в различных точках пространства.

Дифракция
Дифракция — это совокупность явлений, связанных с отклонением волн от прямолинейного распространения при их прохождении вблизи препятствий. Волны способны огибать препятствия, проникая в область геометрической тени. Это явление проявляется наиболее отчетливо, когда размеры препятствий или отверстий, через которые проходит волна, сопоставимы с ее длиной волны. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, каждая точка волнового фронта является источником вторичных сферических волн, и дифракционная картина является результатом интерференции этих вторичных волн.

Ответ: Дифракцией называется явление огибания волнами препятствий и их проникновения в область геометрической тени.