Номер 2, страница 126, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. По какой причине в открытом вибраторе при электромагнитных колебаниях излучается волна?

2. По какой причине в открытом вибраторе при электромагнитных колебаниях излучается волна?

Излучение электромагнитной волны в открытом вибраторе (например, в дипольной антенне) происходит из-за ускоренного движения электрических зарядов. Этот процесс можно описать следующими ключевыми моментами:

1. Колебания зарядов. В открытом вибраторе под действием источника переменного напряжения возникают вынужденные электромагнитные колебания. Это означает, что свободные заряды (электроны) в проводнике совершают колебательные движения, то есть движутся не равномерно, а с ускорением. Они постоянно разгоняются, замедляются, меняют направление движения.

2. Принцип излучения. Согласно фундаментальным законам классической электродинамики, электромагнитные волны излучаются именно ускоренно движущимися зарядами. Покоящийся заряд создает только статическое электрическое поле, а заряд, движущийся с постоянной скоростью, — статическое электрическое и магнитное поля. Только ускорение заряда приводит к "отрыву" поля от источника и его распространению в виде волны.

3. Создание полей. Колеблющиеся заряды в вибраторе представляют собой переменный электрический ток $I(t)$. Этот переменный ток создает вокруг вибратора переменное во времени магнитное поле $B(t)$. Одновременно с этим, на концах вибратора периодически накапливаются заряды разного знака, что создает в окружающем пространстве переменное электрическое поле $E(t)$.

4. Взаимосвязь полей и распространение волны. В отличие от замкнутого колебательного контура, где электрическое поле сконцентрировано между обкладками конденсатора, а магнитное — внутри катушки, в открытом вибраторе поля не локализованы и простираются далеко в пространство. Согласно теории Максвелла, переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле, в свою очередь, порождает переменное вихревое электрическое поле. Этот непрерывный процесс взаимного порождения полей и обеспечивает их распространение в пространстве, независимо от породившего их вибратора. Эта самоподдерживающаяся система переменных электрического и магнитного полей и есть электромагнитная волна.

Таким образом, сочетание ускоренного движения зарядов и "открытой" геометрии системы, позволяющей полям распространяться в пространство, является причиной излучения волны.

Ответ: Волна излучается потому, что в открытом вибраторе происходит ускоренное движение электрических зарядов. Ускоренно движущиеся заряды создают в окружающем пространстве переменные электрическое и магнитное поля, которые, взаимно порождая друг друга, распространяются в виде электромагнитной волны.