Номер 3, страница 153 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 30. Гипотеза Максвелла. Электромагнитные волны. Вопросы - номер 3, страница 153.

Условие.

3. Как образуется электромагнитная волна?

Решение.

3. Как образуется электромагнитная волна?

Электромагнитная волна образуется в результате ускоренного движения электрических зарядов. Согласно теории электромагнетизма, разработанной Джеймсом Клерком Максвеллом, переменное во времени электрическое поле порождает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле, в свою очередь, порождает переменное электрическое. Этот процесс взаимного порождения полей и лежит в основе возникновения и распространения электромагнитных волн.

Источником электромагнитной волны является любой электрический заряд (например, электрон), который движется с ускорением. Если заряд покоится или движется равномерно и прямолинейно, он создает вокруг себя только статическое поле (электрическое или электромагнитное), но не излучает волн. Излучение возникает только при изменении скорости заряда. Классическим примером является колебательное движение электронов в антенне радиопередатчика, которые, двигаясь ускоренно, излучают радиоволны.

Процесс формирования волны можно описать следующим образом:
1. Ускоренно движущийся заряд создает вокруг себя переменное электрическое поле, напряженность которого ($\vec{E}$) изменяется со временем.
2. Согласно уравнениям Максвелла, это переменное электрическое поле порождает в окружающем пространстве вихревое магнитное поле, индукция которого ($\vec{B}$) также меняется со временем.
3. Возникшее переменное магнитное поле, в свою очередь, порождает переменное вихревое электрическое поле в соседних точках пространства.
Таким образом, электрическое и магнитное поля, непрерывно изменяясь, порождают друг друга и распространяются в пространстве, "отрываясь" от своего источника.

Эта распространяющаяся в пространстве система взаимно связанных переменных электрического и магнитного полей и есть электромагнитная волна. В ней векторы напряженности электрического поля ($\vec{E}$) и индукции магнитного поля ($\vec{B}$) колеблются в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны, и при этом они перпендикулярны друг другу. Это означает, что электромагнитная волна является поперечной. В вакууме она распространяется с фундаментальной скоростью — скоростью света $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.

Ответ: Электромагнитная волна образуется в результате ускоренного движения электрических зарядов. Ускоренно движущийся заряд создает переменное электрическое поле, которое порождает переменное магнитное поле. Эти два поля, взаимно порождая друг друга, распространяются в пространстве в виде поперечной волны.