Номер 2, страница 52, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 75. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн. Вопросы и задания - номер 2, страница 52.

Условие.

2. Какие физические величины характеризуют электромагнитную волну?

Решение.

Электромагнитную волну характеризует ряд фундаментальных физических величин, описывающих ее свойства как волнового процесса и потока частиц. Основные из них:

1. Частота ($\nu$ или $\text{f}$)

Это число полных колебаний векторов напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$ в любой точке пространства за единицу времени. Частота определяется исключительно источником волны и не изменяется при ее переходе из одной среды в другую. Единица измерения в СИ — герц (Гц).

2. Длина волны ($\lambda$)

Это расстояние, на которое распространяется волна за время, равное одному периоду колебаний. Также ее можно определить как расстояние между двумя ближайшими точками пространства, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. Единица измерения в СИ — метр (м).

3. Период ($\text{T}$)

Это время одного полного колебания векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$. Период является величиной, обратной частоте: $T = 1/\nu$. Единица измерения в СИ — секунда (с).

4. Скорость распространения ($\text{c}$ или $\text{v}$)

Это скорость, с которой перемещается фаза волны в пространстве. В вакууме скорость распространения всех электромагнитных волн одинакова и является фундаментальной физической постоянной — скоростью света $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с. Скорость, длина волны и частота связаны соотношением: $v = \lambda \nu$.

5. Амплитуда ($E_m$, $B_m$)

Это максимальное значение модуля напряженности электрического поля ($E_m$) и индукции магнитного поля ($B_m$) в волне. Амплитуды определяют энергию и интенсивность волны. В вакууме они связаны соотношением $E_m = cB_m$.

6. Волновой вектор ($\vec{k}$)

Это вектор, направление которого совпадает с направлением распространения волны, а его модуль, называемый волновым числом, равен $k = 2\pi/\lambda$. Волновой вектор удобен для описания фазы волны.

7. Интенсивность ($\text{I}$)

Это физическая величина, равная энергии, которую волна переносит за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды электрического поля. Единица измерения в СИ — ватт на квадратный метр (Вт/м²).

8. Поляризация

Это характеристика, описывающая пространственную ориентацию колебаний вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$. Если колебания происходят в одной определенной плоскости, волна называется плоскополяризованной (или линейно поляризованной). Также существуют круговая и эллиптическая поляризации.

9. Энергия фотона ($\text{E}$)

Согласно квантовой теории, электромагнитное излучение состоит из дискретных порций энергии — квантов, называемых фотонами. Энергия каждого фотона прямо пропорциональна частоте волны и определяется формулой Планка: $E = h\nu$, где $\text{h}$ — постоянная Планка.

Ответ: Основные физические величины, характеризующие электромагнитную волну, — это частота, длина волны, период, скорость распространения, амплитуда, волновой вектор, интенсивность, поляризация и энергия фотона.