Ответьте на вопросы, страница 91 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Почему продольная волна не может быть поляризованной?

Поляризация — это свойство, которое описывает ориентацию колебаний в пространстве и присуще исключительно поперечным волнам. Чтобы понять, почему продольные волны не могут быть поляризованными, нужно рассмотреть фундаментальное различие между этими двумя типами волн.

В поперечной волне колебания частиц среды или векторов полей (например, вектора напряженности электрического поля в световой волне) происходят в направлениях, перпендикулярных направлению распространения самой волны. Это означает, что для волны, движущейся, скажем, вдоль оси $\text{X}$, колебания могут происходить в любой из бесконечного множества ориентаций в плоскости $\text{YZ}$. Поляризация как раз и заключается в упорядочивании этих колебаний: например, если мы отфильтруем все колебания, кроме тех, что происходят вдоль оси $\text{Y}$, мы получим линейно поляризованную волну. Таким образом, поляризация — это выбор одного или нескольких преимущественных направлений колебаний из целой плоскости возможных.

В продольной волне (классическим примером которой является звуковая волна в воздухе) колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны. То есть, если волна распространяется вдоль оси $\text{X}$, то и частицы среды колеблются вперед-назад только вдоль той же оси $\text{X}$, создавая области сжатия и разрежения. В этом случае не существует плоскости колебаний, перпендикулярной движению. Направление колебаний единственно и жёстко зафиксировано самим направлением распространения волны.

Так как у продольной волны существует лишь одно возможное направление для колебаний, то отсутствует сама физическая возможность выбора или ограничения ориентации этих колебаний. Понятие поляризации становится бессмысленным, поскольку не из чего выбирать.

Ответ: Продольная волна не может быть поляризованной, так как колебания в ней всегда происходят строго в одном направлении — вдоль линии распространения волны. Поляризация же по определению является выделением определённых направлений колебаний из множества возможных в плоскости, перпендикулярной направлению распространения, что является свойством только поперечных волн.