Задание 5, страница 58 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 5

Заполните таблицу, используя текст параграфа:

Свойства электромагнитных волн

Величины, характеризующие электромагнитную волну

Свойства электромагнитных волн
Электромагнитные волны обладают рядом фундаментальных свойств, основанных на их природе как распространяющихся в пространстве колебаний электромагнитного поля.
1. Поперечность: колебания векторов напряженности электрического поля ($\vec{E}$) и индукции магнитного поля ($\vec{B}$) происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. При этом векторы $\vec{E}$, $\vec{B}$ и вектор скорости $\vec{v}$ взаимно перпендикулярны.
2. Распространение в вакууме: в отличие от механических волн (например, звука), электромагнитным волнам не требуется среда для распространения. В вакууме они распространяются с фундаментальной скоростью — скоростью света $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.
3. Отражение и преломление: при падении на границу раздела двух сред электромагнитная волна частично отражается, а частично проходит в другую среду, изменяя направление своего распространения (преломляется).
4. Интерференция: при наложении двух или более когерентных электромагнитных волн происходит их пространственное перераспределение энергии, в результате чего в одних точках наблюдается усиление, а в других — ослабление результирующей волны.
5. Дифракция: электромагнитные волны способны огибать препятствия, размеры которых соизмеримы с длиной волны, что является отклонением от законов геометрической оптики.
6. Поляризация: это свойство, доказывающее поперечность электромагнитных волн. Оно заключается в упорядоченности ориентации вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$ в плоскости, перпендикулярной направлению распространения.
7. Перенос энергии и импульса: электромагнитные волны переносят энергию и импульс в пространстве, что проявляется, например, в виде нагрева тел при поглощении излучения или в виде светового давления.

Ответ: К основным свойствам электромагнитных волн относятся: поперечность, способность распространяться в вакууме, отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация, а также перенос энергии и импульса.

Величины, характеризующие электромагнитную волну
Электромагнитную волну как волновой процесс описывают с помощью следующих физических величин:
1. Длина волны ($\lambda$): расстояние между двумя ближайшими точками пространства, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. Единица измерения в СИ — метр (м).
2. Частота ($\nu$ или $\text{f}$): число полных колебаний в единицу времени. Единица измерения в СИ — герц (Гц).
3. Период ($\text{T}$): время одного полного колебания. Является величиной, обратной частоте: $T = \frac{1}{\nu}$. Единица измерения в СИ — секунда (с).
4. Скорость распространения ($\text{v}$): скорость, с которой перемещается фаза волны. Она связана с длиной волны и частотой фундаментальным соотношением $v = \lambda \cdot \nu$. В вакууме скорость распространения всех электромагнитных волн одинакова и равна скорости света $\text{c}$.
5. Амплитуда: максимальное значение модуля напряженности электрического поля ($E_{max}$) и индукции магнитного поля ($B_{max}$) в волне. Амплитуда определяет энергию, переносимую волной.
6. Интенсивность ($\text{I}$): физическая величина, равная энергии, переносимой волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды электрического поля: $I \sim E_{max}^2$.
7. Энергия кванта (фотона) ($\text{E}$): согласно квантовой теории, электромагнитное излучение состоит из дискретных порций энергии — квантов или фотонов. Энергия одного фотона прямо пропорциональна частоте излучения: $E = h\nu$, где $\text{h}$ — постоянная Планка.

Ответ: Величины, характеризующие электромагнитную волну: длина волны ($\lambda$), частота ($\nu$), период ($\text{T}$), скорость распространения ($\text{v}$), амплитуда ($E_{max}$, $B_{max}$), интенсивность ($\text{I}$), энергия кванта ($\text{E}$).