Номер 1, страница 78 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Объясните, почему электромагнитные волны хорошо отражаются от поверхности металлов, а от поверхности диэлектриков отражаются слабо?

1. Основное различие между металлами и диэлектриками заключается в наличии или отсутствии свободных носителей заряда. Это различие и определяет их взаимодействие с электромагнитными волнами.

Взаимодействие с металлами: Металлы обладают большим количеством свободных электронов. Когда электромагнитная волна падает на поверхность металла, ее переменное электрическое поле заставляет эти свободные электроны совершать вынужденные колебания с частотой, равной частоте волны. Эти колеблющиеся электроны, в свою очередь, становятся источниками вторичных электромагнитных волн, которые излучаются как внутрь металла, так и наружу. Вторичные волны, распространяющиеся вглубь металла, гасят падающую волну (это явление известно как скин-эффект), поэтому металлы непрозрачны для большинства электромагнитных волн. Вторичные волны, излучаемые наружу, образуют отраженную волну. Поскольку в металлах концентрация свободных электронов очень высока и они легко приходят в движение, индуцированные токи и, соответственно, вторичное излучение (отраженная волна) оказываются очень интенсивными. Таким образом, почти вся энергия падающей волны отражается от поверхности.

Взаимодействие с диэлектриками: В диэлектриках свободных носителей заряда нет. Электроны в них прочно связаны с атомами. Под действием электрического поля волны происходит лишь небольшое смещение связанных зарядов — поляризация атомов или молекул. Образуются колеблющиеся диполи. Эти диполи также излучают вторичные электромагнитные волны, но поскольку смещение зарядов очень мало по сравнению с движением свободных электронов в металлах, интенсивность этого вторичного излучения (отраженной волны) оказывается значительно слабее. Большая часть энергии падающей волны проходит сквозь диэлектрик, преломляясь на границе раздела.

Ответ: Электромагнитные волны хорошо отражаются от металлов из-за наличия в них большого количества свободных электронов, которые под действием волны создают интенсивное вторичное излучение (отраженную волну). В диэлектриках свободных электронов нет, и поляризация связанных зарядов создает лишь слабую отраженную волну, а основная часть энергии волны проходит сквозь материал.