Номер 8, страница 246 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 7. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 38. Электромагнитные волны. Вопросы - номер 8, страница 246.

Условие.

8. Как изменяются свойства электромагнитного излучения по мере увеличения его частоты?

Решение.

С увеличением частоты электромагнитного излучения его свойства изменяются закономерным образом. Эти изменения касаются длины волны, энергии квантов (фотонов), характера взаимодействия с веществом, а также соотношения волновых и корпускулярных свойств.

Длина волны. Частота ($\nu$) и длина волны ($\lambda$) электромагнитного излучения в вакууме связаны обратной пропорциональностью через скорость света ($\text{c}$), которая является фундаментальной физической константой:

$c = \lambda \nu$

Из этой формулы следует, что чем выше частота излучения, тем короче его длина волны. Например, радиоволны имеют низкую частоту и длинные волны (от метров до километров), а гамма-излучение — очень высокую частоту и чрезвычайно короткую длину волны (меньше размеров атома).

Энергия фотонов. Согласно квантовой теории, электромагнитное излучение испускается и поглощается дискретными порциями — квантами, которые называются фотонами. Энергия ($\text{E}$) каждого фотона прямо пропорциональна частоте излучения:

$E = h\nu$

Здесь $\text{h}$ — постоянная Планка. Таким образом, с ростом частоты энергия каждого фотона возрастает. Это ключевое изменение, которое определяет все остальные.

Волновые и корпускулярные свойства. Электромагнитному излучению присущ корпускулярно-волновой дуализм. С ростом частоты (и энергии фотонов) корпускулярные (квантовые) свойства начинают проявляться сильнее, а волновые (дифракция, интерференция) — слабее. Низкочастотное излучение (радиоволны) легко огибает препятствия, демонстрируя волновое поведение. Высокочастотное излучение (рентгеновское, гамма-лучи) ведет себя как поток частиц, распространяясь прямолинейно и взаимодействуя с веществом в виде отдельных актов поглощения или рассеяния фотонов.

Проникающая и ионизирующая способность. Увеличение энергии фотонов напрямую ведет к увеличению их проникающей способности. Если видимый свет задерживается большинством непрозрачных материалов, то рентгеновские и гамма-лучи способны проникать сквозь плотные объекты, включая ткани живых организмов и металлы. Начиная с ультрафиолетового диапазона, энергия фотонов становится достаточной для ионизации атомов и молекул — выбивания из них электронов. Эта ионизирующая способность также возрастает с частотой, что обуславливает биологическое действие высокочастотного излучения.

Ответ: По мере увеличения частоты электромагнитного излучения его длина волны уменьшается, энергия его фотонов (квантов) увеличивается, усиливаются корпускулярные свойства и ослабевают волновые, а также возрастают проникающая и ионизирующая способности.