Номер 10, страница 158 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 31. Опыты Герца. Свойства электромагнитных волн. Вопросы - номер 10, страница 158.

Условие.

10. Назовите основные свойства электромагнитных волн.

Решение.

Электромагнитные волны — это распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля. Они обладают рядом ключевых свойств.

Решение

1. Поперечность волн

Электромагнитные волны являются поперечными. Это означает, что векторы напряженности электрического поля $\vec{E}$ и индукции магнитного поля $\vec{B}$ совершают колебания в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны (определяемому вектором скорости $\vec{v}$). При этом тройка векторов $\vec{E}$, $\vec{B}$ и $\vec{v}$ является правой, то есть они взаимно перпендикулярны.

2. Распространение в вакууме

В отличие от механических волн, для распространения которых необходима среда, электромагнитные волны могут распространяться в вакууме. Скорость их распространения в вакууме — это фундаментальная физическая постоянная, скорость света $\text{c}$, равная приблизительно $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.

3. Скорость распространения в среде

При прохождении через вещество скорость электромагнитной волны $\text{v}$ становится меньше, чем в вакууме. Она зависит от диэлектрической и магнитной проницаемостей среды, что обобщается в понятии абсолютного показателя преломления $\text{n}$. Связь между скоростью света в вакууме и в среде выражается формулой $v = c/n$.

4. Источники излучения

Источником электромагнитных волн служат электрические заряды, движущиеся с ускорением. Покоящиеся или равномерно движущиеся заряды создают статическое или стационарное поле, но не излучают волн.

5. Перенос энергии и импульса

Электромагнитные волны переносят энергию и импульс. Плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга. При поглощении или отражении волны поверхностью на нее оказывается давление, называемое световым давлением, что свидетельствует о передаче импульса.

6. Волновые свойства

Электромагнитные волны, как и любые другие волны, способны к отражению, преломлению, интерференции, дифракции и поляризации. Поляризация является одним из доказательств поперечности электромагнитных волн.

7. Отсутствие отклонения в статических полях

Поскольку электромагнитные волны не являются потоком заряженных частиц, они не изменяют свою траекторию в постоянных электрических и магнитных полях.

8. Связь между характеристиками волны

Амплитуды и мгновенные значения напряженности электрического $\text{E}$ и индукции магнитного $\text{B}$ полей в вакууме связаны соотношением $E = cB$. Основные кинематические характеристики волны — длина волны $\lambda$, частота $\nu$ и скорость распространения $\text{c}$ (в вакууме) — связаны формулой $c = \lambda\nu$.

Ответ:

Основными свойствами электромагнитных волн являются: поперечность (колебания векторов $\vec{E}$ и $\vec{B}$ перпендикулярны направлению распространения); способность распространяться в вакууме со скоростью света ($c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с); источником волн являются ускоренно движущиеся заряды; волны переносят энергию и импульс; им присущи все волновые явления, такие как отражение, преломление, интерференция, дифракция и поляризация.