Номер 3, страница 70 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Самостоятельные работы. СР-53. Свойства электромагнитных волн. Вариант 1 - номер 3, страница 70.

Условие.

3. Какой опыт демонстрирует преломление электромагнитных волн?

Решение.

Преломление электромагнитных волн — это изменение направления их распространения при переходе из одной среды в другую, где скорость их распространения отличается. Поскольку видимый свет является частным случаем электромагнитных волн, любой опыт, демонстрирующий преломление света, также доказывает существование этого явления и для всего спектра электромагнитных волн. Однако наиболее убедительным является опыт, проведенный с волнами невидимой части спектра, например, с радиоволнами.

Опыт с парафиновой призмой и радиоволнами

Этот классический опыт наглядно демонстрирует преломление электромагнитных волн сантиметрового диапазона. Для его проведения используется следующее оборудование: генератор сверхвысокочастотных (СВЧ) волн с рупорной антенной (излучатель), приемник СВЧ-волн с индикатором (например, осциллографом), большая призма из диэлектрика (например, парафина) и непроницаемый для радиоволн экран.

Ход опыта состоит из нескольких шагов:
1. Излучатель и приемник располагают на одной прямой линии друг напротив друга. Приемник фиксирует сильный сигнал.
2. Между ними ставят экран, который полностью блокирует волны. Сигнал на приемнике исчезает.
3. Сбоку от экрана помещают парафиновую призму. Излучатель направляют на одну из граней призмы.
4. Приемник перемещают за призмой и находят положение, в котором вновь регистрируется сигнал.

Появление сигнала за призмой, несмотря на наличие экрана на прямой линии, доказывает, что электромагнитные волны изменили свое направление, то есть преломились. Это происходит из-за того, что скорость распространения волн в парафине меньше, чем в воздухе. Явление описывается законом преломления (законом Снеллиуса):
$ \frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = n $
где $ \alpha $ — угол падения волны на границу раздела сред, $ \beta $ — угол преломления, а $ n $ — показатель преломления второй среды относительно первой.

Другие демонстрационные опыты

В повседневной жизни преломление электромагнитных волн (в виде света) можно наблюдать в следующих простых опытах:
• Опыт с ложкой в стакане воды: ложка кажется «сломанной» на границе воды и воздуха из-за преломления световых лучей, идущих от ее подводной части.
• Фокусировка света линзой: собирающая линза (например, лупа) преломляет параллельные солнечные лучи так, что они сходятся в одной точке (фокусе).

Ответ: Преломление электромагнитных волн демонстрирует опыт с прохождением радиоволн сантиметрового диапазона через парафиновую призму. В этом опыте волны меняют направление своего распространения, огибая препятствие. Другими примерами, доказывающими это явление для видимой части спектра, являются наблюдение «излома» предмета (например, ложки) на границе воды и воздуха, а также фокусировка света линзой.