Номер 3, страница 150 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 36. Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн. Плотность потока электромагнитного излучения. Глава 6. Электромагнитные волны - номер 3, страница 150.

Условие.

3. Передающий и приёмный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приёмном вибраторе?

Решение.

Решение 2.

Решение

Передающий вибратор (антенна) создает в окружающем пространстве электромагнитную волну. Электромагнитные волны являются поперечными, что означает, что колебания векторов напряженности электрического поля ($ \vec{E} $) и индукции магнитного поля ($ \vec{B} $) происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Характеристикой, описывающей направление колебаний вектора $ \vec{E} $, является поляризация. Простой линейный передающий вибратор излучает линейно поляризованную волну, в которой вектор $ \vec{E} $ колеблется вдоль оси самого вибратора.

Приёмный вибратор работает по принципу электромагнитной индукции. Падающая на него электромагнитная волна возбуждает в нём колебания свободных зарядов (электрический ток). Это происходит под действием электрической составляющей волны. Сила, действующая на заряд $ q $ со стороны электрического поля $ \vec{E} $, равна $ \vec{F} = q\vec{E} $. Чтобы эта сила вызвала движение зарядов вдоль проводника приёмного вибратора, необходимо, чтобы у вектора $ \vec{E} $ была составляющая, направленная вдоль оси вибратора.

В данном случае передающий и приёмный вибраторы расположены взаимно перпендикулярно. Это означает, что вектор напряженности электрического поля $ \vec{E} $ излучаемой волны (который параллелен передающему вибратору) будет перпендикулярен оси приёмного вибратора. Проекция вектора $ \vec{E} $ на ось приёмного вибратора равна нулю ($ E_{\text{проекция}} = E \cos(90^\circ) = 0 $).

Так как нет составляющей электрического поля, направленной вдоль приёмника, электрическая сила не будет совершать работу по перемещению зарядов вдоль него. Следовательно, вынужденные колебания зарядов (электрический ток) в приёмном вибраторе не возникнут.

Ответ: Нет, колебания в приёмном вибраторе не возникнут. Это связано с тем, что передающий вибратор излучает поперечную электромагнитную волну, поляризованную вдоль его оси. Поскольку приёмный вибратор расположен перпендикулярно передающему, вектор напряженности электрического поля волны будет перпендикулярен оси приёмного вибратора. В результате электрическое поле волны не сможет возбудить колебания тока в приёмнике.