Номер 3, страница 145 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 35. Электромагнитное поле. Электромагнитная волна. Глава 6. Электромагнитные волны - номер 3, страница 145.

Условие.

3. В электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме со скоростью $\vec{v}$, происходят колебания векторов напряжённости электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$. При этих колебаниях векторы $\vec{E}$, $\vec{B}$ и $\vec{v}$ имеют взаимную ориентацию

1) $\vec{E} \perp \vec{B}, \vec{E} \uparrow\uparrow \vec{v}, \vec{B} \uparrow\uparrow \vec{v}$

2) $\vec{E} \perp \vec{B}, \vec{E} \perp \vec{v}, \vec{B} \perp \vec{v}$

3) $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{B}, \vec{E} \perp \vec{v}, \vec{B} \perp \vec{v}$

4) $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{B}, \vec{E} \uparrow\uparrow \vec{v}, \vec{B} \uparrow\uparrow \vec{v}$

Решение.

Решение 2.

Решение

Электромагнитная волна по своей природе является поперечной. Это фундаментальное свойство означает, что колебания векторов, описывающих волну, происходят в плоскости, перпендикулярной направлению её распространения. В данном случае, вектором, указывающим направление распространения, является вектор скорости $\vec{v}$. Векторы, совершающие колебания — это вектор напряженности электрического поля $\vec{E}$ и вектор индукции магнитного поля $\vec{B}$.

Из поперечности волны следует, что оба вектора поля перпендикулярны вектору скорости:

• $\vec{E} \perp \vec{v}$
• $\vec{B} \perp \vec{v}$

Другое ключевое свойство электромагнитной волны, вытекающее из уравнений Максвелла, заключается в том, что векторы электрического и магнитного полей всегда колеблются в противофазе и взаимно перпендикулярны друг другу:

• $\vec{E} \perp \vec{B}$

Таким образом, три вектора — $\vec{E}$, $\vec{B}$ и $\vec{v}$ — образуют правостороннюю ортогональную систему, то есть они все взаимно перпендикулярны.

Проанализируем предложенные варианты, чтобы найти тот, который соответствует этим условиям.

1) $\vec{E} \perp \vec{B}$, $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{v}$, $\vec{B} \uparrow\uparrow \vec{v}$ — неверно. Этот вариант описывает продольную волну (колебания параллельны направлению распространения), а электромагнитная волна является поперечной.

2) $\vec{E} \perp \vec{B}$, $\vec{E} \perp \vec{v}$, $\vec{B} \perp \vec{v}$ — верно. Этот вариант точно описывает взаимную перпендикулярность всех трех векторов, что соответствует свойствам электромагнитной волны.

3) $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{B}$, $\vec{E} \perp \vec{v}$, $\vec{B} \perp \vec{v}$ — неверно. Векторы $\vec{E}$ и $\vec{B}$ в электромагнитной волне перпендикулярны, а не параллельны.

4) $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{B}$, $\vec{E} \uparrow\uparrow \vec{v}$, $\vec{B} \uparrow\uparrow \vec{v}$ — неверно. Этот вариант содержит сразу две ошибки: утверждает, что векторы поля параллельны друг другу и параллельны направлению распространения.

Ответ: 2.