Номер 5, страница 253, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 61. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 5, страница 253.

Условие.

• Волновые явления в природе.

Решение.

Волновые явления – это процессы распространения колебаний в пространстве с течением времени. Эти явления повсеместно встречаются в природе и лежат в основе многих физических процессов, от звука грома до света звезд. Волны переносят энергию, не перенося вещество.

Механические волны в природе

Механические волны – это возмущения, распространяющиеся в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной). Частицы среды при этом совершают колебания около своих положений равновесия.

1. Звуковые волны: Звук представляет собой продольные механические волны, то есть колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны. В воздухе это чередование областей сжатия и разрежения. Примеры в природе: голоса животных и пение птиц для общения; шум ветра, дождя и прибоя; гром, сопровождающий молнию, – мощная звуковая волна, возникающая из-за резкого расширения воздуха; эхо – отражение звуковых волн от препятствий.

2. Волны на поверхности воды: Эти волны, которые мы видим на реках, озерах и океанах, являются сложным сочетанием поперечных и продольных колебаний частиц воды. Они возникают в основном под действием ветра. Особым видом являются цунами – длинные волны, порождаемые подводными землетрясениями или извержениями вулканов, обладающие огромной разрушительной энергией.

3. Сейсмические волны: Это волны, распространяющиеся в толще Земли, вызванные землетрясениями, извержениями вулканов или мощными взрывами. Существует несколько типов сейсмических волн, основные из которых – продольные (P-волны, от primary) и поперечные (S-волны, от secondary). Изучение сейсмических волн позволяет получить информацию о внутреннем строении нашей планеты.

Ответ: Механические волны, такие как звук, волны на воде и сейсмические волны, являются неотъемлемой частью природных процессов, отвечая за передачу звуков, формирование рельефа побережий и предоставляя информацию о строении Земли.

Электромагнитные волны в природе

Электромагнитные волны представляют собой распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля. В отличие от механических, им не нужна среда для распространения, они могут двигаться и в вакууме. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме – это фундаментальная постоянная, скорость света $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.

1. Видимый свет: Это узкий диапазон электромагнитного спектра, воспринимаемый человеческим глазом. Свет от Солнца – основной источник энергии для жизни на Земле (фотосинтез). Природные явления, связанные со светом, включают: радугу (явление дисперсии белого света в каплях дождя); голубой цвет неба (результат рэлеевского рассеяния солнечного света на молекулах воздуха); миражи (оптическое явление из-за преломления света в неоднородно нагретых слоях воздуха); полярные сияния (свечение верхних слоев атмосферы).

2. Другие виды электромагнитного излучения: В природе встречаются и другие виды ЭМ-волн. Инфракрасное (тепловое) излучение излучается всеми нагретыми телами, включая Солнце и Землю. Ультрафиолетовое излучение от Солнца вызывает загар, но в больших дозах опасно. Радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи приходят к нам из космоса от различных астрономических объектов, а также возникают при земных явлениях, например, радиоволны от разрядов молний.

Ответ: Электромагнитные волны, в частности свет, являются основой для зрения, фотосинтеза и множества красивейших природных явлений, таких как радуга и полярные сияния, а также несут информацию о далеких космических объектах.

Общие волновые свойства в природе

Все типы волн, независимо от их природы, демонстрируют ряд общих свойств. Отражение – это изменение направления волны на границе двух сред; примеры – эхо и наше отражение в воде. Преломление – это изменение направления волны при переходе из одной среды в другую, что объясняет кажущийся излом ложки в стакане с водой. Дифракция – это способность волн огибать препятствия, благодаря чему мы слышим звук из-за угла. Интерференция – это наложение волн, приводящее к их усилению или ослаблению, что создает радужные цвета на мыльных пузырях или тонких пленках нефти.

Ответ: Такие фундаментальные свойства, как отражение, преломление, дифракция и интерференция, являются универсальными для всех волновых процессов и объясняют огромное разнообразие явлений в природе, от эха до цвета крыльев бабочки.