Номер 6, страница 125 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

6. Стекло непрозрачно для инфракрасного излучения. Почему же солнечные лучи, пройдя сквозь оконное стекло, греют?

5. Самой большой проникающей способностью среди всех видов электромагнитных излучений обладают гамма-лучи (γ-излучение). Проникающая способность излучения напрямую связана с энергией его квантов (фотонов). Чем выше энергия фотона, тем глубже он может проникнуть в вещество, прежде чем взаимодействовать с ним, то есть быть поглощенным или рассеянным.

Энергия фотона $E$ пропорциональна частоте излучения $\nu$ и обратно пропорциональна длине волны $\lambda$: $E = h\nu = hc/\lambda$, где $h$ — постоянная Планка, а $c$ — скорость света.

В спектре электромагнитных волн гамма-излучение имеет самую высокую частоту и, соответственно, самую короткую длину волны, а значит, и самую большую энергию фотонов. Именно поэтому гамма-лучи способны проходить через материалы, которые непрозрачны для других видов излучений, например, через толстые слои свинца или бетона.

Если сравнивать гамма-излучение с другими видами ионизирующих излучений, такими как альфа- и бета-частицы (которые являются потоками частиц, а не электромагнитными волнами), то его проникающая способность также значительно выше. Альфа-излучение задерживается листом бумаги, бета-излучение — тонким слоем алюминия, в то время как для ослабления интенсивного потока гамма-квантов требуются массивные преграды.

Ответ: Самой большой проникающей способностью обладает гамма-излучение.

6. Это явление, известное как парниковый эффект, объясняется следующим образом. Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне длин волн, но основная его энергия сосредоточена в видимой части спектра и в ближнем (коротковолновом) инфракрасном диапазоне.

Обычное оконное стекло прозрачно для видимого света и для этой коротковолновой части инфракрасного излучения. Поэтому значительная часть энергии солнечных лучей беспрепятственно проходит сквозь стекло в помещение.

Внутри помещения предметы (пол, мебель, стены) поглощают прошедшее через стекло излучение и в результате этого нагреваются. Любое нагретое тело, в свою очередь, само становится источником теплового излучения. Однако, поскольку температура этих предметов намного ниже температуры поверхности Солнца, они излучают энергию в виде длинноволнового (теплового) инфракрасного излучения.

Ключевой момент заключается в том, что оконное стекло, пропуская видимый свет, является практически непрозрачным для этого длинноволнового инфракрасного излучения. В результате тепло, переизлученное предметами в комнате, оказывается "запертым" внутри. Оно не может эффективно уйти обратно наружу через стекло, что и приводит к постепенному повышению температуры в помещении.

Таким образом, мы ощущаем тепло не потому, что исходное инфракрасное излучение Солнца проходит через стекло, а потому, что видимый свет проходит, поглощается предметами, а уже их собственное тепловое (длинноволновое инфракрасное) излучение задерживается стеклом.

Ответ: Солнечные лучи греют, пройдя сквозь стекло, потому что стекло пропускает видимый свет, который нагревает предметы в комнате. Эти предметы излучают тепло в виде длинноволнового инфракрасного излучения, которое стекло уже не пропускает наружу, удерживая тепло в помещении (парниковый эффект).