Номер 1, страница 225 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 54. Интерференция и волновые свойства света. Темы докладов - номер 1, страница 225.

Условие.

1. Световая волна.

Решение.

Световая волна — это электромагнитное излучение, которое воспринимается человеческим глазом. В физике свет рассматривается как электромагнитная волна, то есть процесс распространения в пространстве колебаний напряженности электрического ($\vec{E}$) и индукции магнитного ($\vec{B}$) полей. Ключевой особенностью света является его корпускулярно-волновой дуализм, который заключается в том, что свет проявляет свойства как непрерывной волны, так и потока дискретных частиц (фотонов).

1. Волновые свойства света

Как и любая волна, свет характеризуется рядом параметров:

• Длина волны ($\lambda$) — это расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе (например, между двумя соседними гребнями). Длина волны определяет цвет видимого света. Человеческий глаз воспринимает свет с длинами волн в диапазоне примерно от 380 нм (фиолетовый) до 760 нм (красный).
• Частота ($\nu$) — это количество колебаний в электромагнитной волне за одну секунду. Частота связана со скоростью света $\text{c}$ и длиной волны $\lambda$ формулой $c = \lambda \nu$. В отличие от длины волны, частота света не изменяется при переходе из одной среды в другую.
• Скорость распространения ($ v $). В вакууме скорость света является максимальной и постоянной, обозначается $\text{c}$ и составляет приблизительно $299 792 458$ м/с (часто округляется до $3 \cdot 10^8$ м/с). В любой другой среде скорость света меньше, чем в вакууме.
• Амплитуда — это максимальное значение напряженности электрического или магнитного поля в волне. Интенсивность (яркость) света пропорциональна квадрату амплитуды.
• Поляризация. Световая волна является поперечной, что означает, что колебания векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Поляризация описывает преимущественное направление этих колебаний.

Волновая природа света наглядно проявляется в следующих явлениях:

• Интерференция — взаимное усиление или ослабление двух или более когерентных световых волн при их наложении друг на друга. Результатом является интерференционная картина из чередующихся светлых и темных полос.
• Дифракция — явление огибания волнами препятствий или их проникновения в область геометрической тени. Дифракция объясняет, почему невозможно получить идеально резкое изображение с помощью оптических приборов.
• Дисперсия — зависимость показателя преломления среды от частоты (или длины волны) света. Это явление приводит к разложению белого света в спектр (радугу) при прохождении через призму.

2. Корпускулярные свойства света

В некоторых экспериментах свет ведет себя как поток дискретных частиц, называемых фотонами или квантами света. Энергия каждого фотона $\text{E}$ пропорциональна частоте света: $E = h\nu$, где $\text{h}$ — постоянная Планка. Корпускулярная природа света проявляется в таких явлениях, как:

• Фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света. Это явление можно объяснить только предположив, что свет поглощается и испускается дискретными порциями — квантами.
• Эффект Комптона — упругое рассеяние фотонов на свободных электронах, при котором длина волны света изменяется.

Таким образом, световая волна — это сложный физический объект, обладающий двойственной природой, и для его полного описания необходимо учитывать как волновые, так и корпускулярные свойства.

Ответ: Световая волна — это поперечная электромагнитная волна, распространяющаяся в пространстве с конечной скоростью и способная восприниматься человеческим глазом. Она характеризуется длиной волны, частотой и поляризацией. Свету присущ корпускулярно-волновой дуализм: он проявляет свойства волны (в явлениях интерференции, дифракции) и свойства потока частиц-фотонов (в явлениях фотоэффекта, эффекта Комптона).