Номер 1, страница 205 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Электромагнитные явления. Параграф 50. Практическое применение электромагнетизма. Вспомните - номер 1, страница 205.

Условие.

Что такое электромагнитные колебания?

Решение.

Электромагнитные колебания — это периодические или почти периодические изменения во времени взаимосвязанных характеристик электромагнитного поля, таких как заряд ($\text{q}$), сила тока ($\text{I}$), напряжение ($\text{U}$), напряжённость электрического поля ($\text{E}$) и индукция магнитного поля ($\text{B}$).

Простейшей системой, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур (LC-контур). Он состоит из конденсатора ёмкостью $\text{C}$ и катушки индуктивностью $\text{L}$. Процесс колебаний можно описать следующим образом:
1. Конденсатор заряжается до максимального заряда $q_{max}$. В этот момент вся энергия системы сосредоточена в электрическом поле конденсатора.
2. Конденсатор начинает разряжаться через катушку. В контуре возникает электрический ток, который создаёт вокруг катушки магнитное поле. Энергия электрического поля преобразуется в энергию магнитного поля.
3. Когда конденсатор полностью разряжен, сила тока и энергия магнитного поля достигают максимального значения.
4. Вследствие явления самоиндукции ток в катушке не прекращается мгновенно, а продолжает течь в том же направлении, перезаряжая конденсатор. Энергия магнитного поля снова преобразуется в энергию электрического поля, но теперь обкладки конденсатора заряжены противоположными знаками.
5. Когда ток становится равным нулю, конденсатор полностью перезаряжен. После этого процесс повторяется в обратном направлении.

Таким образом, в колебательном контуре происходит периодическое превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратно. В идеальном контуре (без активного сопротивления) полная энергия сохраняется:
$W_{полная} = W_E + W_M = \frac{q^2}{2C} + \frac{LI^2}{2} = const$

Свободные незатухающие электромагнитные колебания описываются дифференциальным уравнением:
$q''(t) + \frac{1}{LC}q(t) = 0$
Решением этого уравнения является гармоническая функция, например, $q(t) = q_{max}\cos(\omega_0 t)$.
Период свободных электромагнитных колебаний в идеальном контуре определяется формулой Томсона:
$T = 2\pi\sqrt{LC}$
где $\text{L}$ — индуктивность катушки, а $\text{C}$ — ёмкость конденсатора.

Ответ: Электромагнитные колебания — это периодические изменения заряда, силы тока, напряжения и связанных с ними напряжённостей электрического и магнитного полей. Они возникают в системах, обладающих ёмкостью и индуктивностью (например, в колебательном контуре), и представляют собой процесс взаимного превращения энергии электрического и магнитного полей.