Номер 22.1, страница 111 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 22. Электромагнитные волны - номер 22.1, страница 111.

Условие.

22.1. Какие величины периодически изменяются при электромагнитных колебаниях?

Решение.

22.1. Решение

Электромагнитные колебания — это периодические взаимосвязанные изменения характеристик электрического и магнитного полей. В ходе этих колебаний происходит периодическое преобразование энергии электрического поля в энергию магнитного поля и обратно. Этот процесс сопровождается периодическим изменением ряда физических величин.

Основными величинами, которые периодически изменяются при электромагнитных колебаниях в колебательном контуре, являются:

1. Заряд ($\text{q}$) на обкладках конденсатора. Он изменяется по гармоническому закону, например, $q(t) = q_{max} \cos(\omega t)$, где $q_{max}$ — амплитуда заряда, а $\omega$ — циклическая частота.

2. Сила тока ($\text{i}$) в контуре. Сила тока является производной заряда по времени ($i = q'(t)$) и также изменяется по гармоническому закону, но со сдвигом по фазе на $\pi/2$ относительно заряда: $i(t) = -q_{max}\omega \sin(\omega t) = I_{max} \cos(\omega t + \pi/2)$.

3. Напряжение ($\text{U}$) на конденсаторе. Так как напряжение пропорционально заряду ($U = q/C$), оно колеблется синфазно с зарядом.

4. Напряжённость электрического поля ($\text{E}$) в конденсаторе. Напряжённость поля пропорциональна напряжению, поэтому она также изменяется периодически, синфазно с зарядом и напряжением.

5. Индукция магнитного поля ($\text{B}$) в катушке. Магнитная индукция пропорциональна силе тока, протекающего через катушку, и, следовательно, её колебания совпадают по фазе с колебаниями тока.

6. Энергия электрического поля ($W_E$). Энергия, запасённая в конденсаторе, $W_E = \frac{q^2}{2C}$, изменяется с частотой, вдвое большей частоты колебаний заряда и тока.

7. Энергия магнитного поля ($W_L$). Энергия, запасённая в катушке, $W_L = \frac{Li^2}{2}$, также изменяется с удвоенной частотой и находится в противофазе с энергией электрического поля.

Ответ: При электромагнитных колебаниях периодически изменяются: заряд, сила тока, напряжение, напряжённость электрического поля, индукция магнитного поля, энергия электрического поля и энергия магнитного поля.