Номер 6.56, страница 136 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 6. Волны. Электромагнитные волны - номер 6.56, страница 136.

Условие.

6.56. На рисунке 6.7 изображено мгновенное распределение электрического и магнитного полей в плоской гармонической электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме. Какова разность фаз колебаний векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ в какой-либо определённой точке оси X?

Рис. 6.7

Решение.

Решение

В плоской гармонической электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, колебания векторов напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$ происходят в фазе. Это является фундаментальным свойством электромагнитных волн, следующим из уравнений Максвелла.

Это означает, что в любой фиксированной точке пространства векторы $\vec{E}$ и $\vec{B}$ одновременно достигают своих максимальных (амплитудных) значений, одновременно обращаются в ноль и одновременно достигают минимальных значений. На рисунке 6.7 это можно видеть наглядно: максимумы и нули синусоид, описывающих распределение полей в пространстве, совпадают.

Математически, если волна распространяется вдоль оси X, колебания в некоторой точке $\text{x}$ описываются уравнениями:

$E(x, t) = E_m \cos(\omega t - kx + \phi_0)$

$B(x, t) = B_m \cos(\omega t - kx + \phi_0)$

Здесь фаза колебаний $(\omega t - kx + \phi_0)$ является одинаковой для обоих векторов в любой момент времени $\text{t}$ и в любой точке пространства $\text{x}$. Разность фаз $\Delta\phi$ определяется как разница между фазами двух колебательных процессов. Поскольку фазы совпадают, их разность равна нулю.

Ответ: Разность фаз колебаний векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ в любой определённой точке оси X равна нулю.