Номер 3, страница 148, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 97. Опыты с катодными лучами. Открытие электрона. Повторим изученное - номер 3, страница 148.

Условие.

• Что такое электромагнитные волны?

Решение.

Электромагнитные волны — это процесс распространения в пространстве и времени колебаний электромагнитного поля. Они представляют собой взаимосвязанные и взаимно порождающие друг друга переменные электрическое и магнитное поля.

Источник и механизм распространения

Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды. Например, колеблющийся в проводнике электрический ток (как в антенне) создает в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле. Согласно теории электромагнетизма, сформулированной Джеймсом Кларком Максвеллом, изменяющееся во времени электрическое поле ($\vec{E}$) порождает вихревое магнитное поле ($\vec{B}$), а изменяющееся во времени магнитное поле, в свою очередь, порождает вихревое электрическое поле. Этот непрерывный процесс взаимного порождения полей обеспечивает распространение волны в пространстве даже в вакууме, без необходимости в материальной среде для переноса энергии.

Основные свойства электромагнитных волн

1. Поперечность. Электромагнитные волны являются поперечными. Это значит, что векторы напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$ колеблются в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны. При этом векторы $\vec{E}$ и $\vec{B}$ также всегда перпендикулярны друг другу.

2. Скорость распространения. В вакууме все электромагнитные волны, независимо от их частоты, распространяются с одинаковой скоростью, равной скорости света $\text{c}$. Эта скорость является фундаментальной физической константой: $c \approx 299 792 458$ м/с, что для большинства расчетов округляется до $3 \cdot 10^8$ м/с. В веществе скорость электромагнитных волн меньше, чем в вакууме.

3. Перенос энергии и импульса. Электромагнитные волны переносят энергию и импульс от источника. Энергия, переносимая волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.

4. Волновые явления. Для электромагнитных волн характерны все классические волновые явления: отражение, преломление, интерференция, дифракция и поляризация.

Электромагнитный спектр

Совокупность всех видов электромагнитных волн, упорядоченных по их частоте ($\nu$) или длине волны ($\lambda$), называется электромагнитным спектром. Эти величины связаны соотношением $c = \lambda \nu$. Спектр условно делят на несколько диапазонов, которые, несмотря на общую природу, сильно различаются по способам генерации, регистрации и взаимодействия с веществом. В порядке возрастания частоты и уменьшения длины волны выделяют:
- Радиоволны (радиосвязь, теле- и радиовещание)
- Микроволны (микроволновые печи, радары, мобильная связь, Wi-Fi)
- Инфракрасное излучение (тепловое излучение, пульты дистанционного управления)
- Видимый свет (диапазон, воспринимаемый человеческим глазом)
- Ультрафиолетовое излучение (загар, дезинфекция)
- Рентгеновское излучение (медицинская диагностика)
- Гамма-излучение (ядерные реакции, лучевая терапия, астрофизика)

Ответ: Электромагнитные волны — это распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля, представляющие собой периодические изменения напряженности электрического поля и индукции магнитного поля. Эти поля колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях, которые, в свою очередь, перпендикулярны направлению распространения волны.