Номер 4, страница 245 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 7. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 38. Электромагнитные волны. Вопросы - номер 4, страница 245.

Условие.

4. Чему равна скорость распространения электромагнитной волны в вакууме?

Решение.

Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме является фундаментальной физической постоянной, известной как скорость света в вакууме. Она обозначается буквой $\text{c}$.

Эта скорость была теоретически выведена из уравнений электродинамики Джеймса Максвелла. Она не зависит от скорости движения источника волны или наблюдателя и определяется фундаментальными свойствами вакуума — его электрической и магнитной проницаемостью.

Для наглядности представим расчет этой величины.

Дано:

Электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума): $ \epsilon_0 \approx 8.8541878128 \times 10^{-12} $ Ф/м.

Магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума): $ \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} $ Гн/м.

Найти:

Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме $\text{c}$.

Решение:

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме ($\text{c}$) связана с электрической ($\epsilon_0$) и магнитной ($\mu_0$) постоянными следующим соотношением:

$ c = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}} $

Подставим числовые значения констант в формулу:

$ c = \frac{1}{\sqrt{(8.8541878128 \times 10^{-12} \text{ Ф/м}) \cdot (4\pi \times 10^{-7} \text{ Гн/м})}} $

В результате вычислений получается точное значение:

$ c = 299\ 792\ 458 $ м/с.

С 1983 года это значение принято как эталонное. Единица длины, метр, в Международной системе единиц (СИ) определяется как расстояние, которое свет проходит в вакууме за $1/299\ 792\ 458$ секунды. Поэтому данное значение скорости света является точным по определению.

В большинстве практических и учебных расчетов для удобства используют округленное значение:

$ c \approx 3 \times 10^8 $ м/с или $300\ 000$ км/с.

Ответ: Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме равна точно $299\ 792\ 458$ м/с. Для практических расчетов часто используется приближенное значение $3 \times 10^8$ м/с.