Номер 5, страница 88 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. Как определяют направление распространения электромагнитной волны?

5. Направление распространения электромагнитной волны определяется взаимной ориентацией векторов напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$.

Электромагнитная волна является поперечной, что означает, что колебания векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Сами векторы $\vec{E}$ и $\vec{B}$ в любой момент времени и в любой точке пространства взаимно перпендикулярны.

Направление распространения, которое задается вектором скорости волны $\vec{v}$, определяется с помощью правила правого винта (буравчика) или правила правой руки:

Если вращать рукоятку правого винта (буравчика) в направлении от вектора $\vec{E}$ к вектору $\vec{B}$ по наименьшему углу (на 90°), то поступательное движение винта укажет направление распространения волны (направление вектора скорости $\vec{v}$).

Таким образом, тройка векторов $\vec{E}$, $\vec{B}$ и $\vec{v}$ является правовинтовой (или "правой").

Более формально, направление переноса энергии волны, которое совпадает с направлением её распространения, описывается вектором Пойнтинга (или вектором Умова-Пойнтинга) $\vec{S}$. Этот вектор определяется как векторное произведение векторов напряженности электрического и магнитного полей:

$\vec{S} = [\vec{E} \times \vec{H}]$

где $\vec{H}$ — вектор напряженности магнитного поля. Поскольку в изотропной среде без намагничивания векторы $\vec{B}$ и $\vec{H}$ коллинеарны ($\vec{B} = \mu \mu_0 \vec{H}$), направление вектора Пойнтинга $\vec{S}$ также можно определить через векторное произведение $\vec{E}$ и $\vec{B}$:

$\vec{S} \sim [\vec{E} \times \vec{B}]$

Направление вектора $\vec{S}$ и есть направление распространения электромагнитной волны.

Ответ: Направление распространения электромагнитной волны перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$. Его определяют по правилу правого винта (буравчика): если вращать винт в направлении от вектора $\vec{E}$ к вектору $\vec{B}$ по кратчайшему пути, его поступательное движение укажет направление распространения волны. Векторы $\vec{E}$, $\vec{B}$ и вектор скорости $\vec{v}$ образуют правую тройку.