Номер 1, страница 206 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 48. Свойства электромагнитных волн - номер 1, страница 206.

Условие.

1. Сформулируйте закон отражения электромагнитных волн. Как его продемонстрировать?

Решение.

Сформулируйте закон отражения электромагнитных волн.

Закон отражения электромагнитных волн (который также справедлив для света, являющегося электромагнитной волной) формулируется в виде двух основных положений:
1. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр (нормаль) к отражающей поверхности, проведенный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
2. Угол отражения равен углу падения.

Угол падения ($ \alpha $) — это угол между направлением распространения падающей волны (падающим лучом) и нормалью к поверхности в точке падения. Угол отражения ($ \beta $) — это угол между направлением распространения отраженной волны (отраженным лучом) и той же нормалью. Математически второе положение закона записывается как равенство:
$ \alpha = \beta $

Ответ: Закон отражения электромагнитных волн гласит, что падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к отражающей поверхности, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости, а угол отражения $ \beta $ равен углу падения $ \alpha $ ($ \alpha = \beta $).

Как его продемонстрировать?

Продемонстрировать закон отражения можно с помощью экспериментальной установки, состоящей из источника и приемника электромагнитных волн, например, в СВЧ-диапазоне (сантиметровые волны), как это делал в своих опытах Генрих Герц.

Необходимое оборудование:
- Генератор СВЧ-волн с рупорной антенной (излучатель).
- Приемник СВЧ-волн с такой же рупорной антенной, подключенный к индикатору (например, микроамперметру или осциллографу), который измеряет интенсивность принимаемого сигнала.
- Плоский металлический лист, который будет служить отражающей поверхностью.
- Поворотный стол с нанесенной на него угловой шкалой или большой лист бумаги с транспортиром.

Порядок проведения эксперимента:
1. В центре поворотного стола вертикально устанавливается металлический лист. К точке предполагаемого падения волны на листе проводится нормаль (перпендикулярная линия).
2. Излучатель располагают так, чтобы пучок волн падал на металлический лист под некоторым углом $ \alpha $ к нормали. Этот угол является углом падения.
3. Приемник перемещают по дуге с другой стороны от нормали, наблюдая за показаниями индикатора.
4. Находят такое положение приемника, при котором интенсивность принимаемого сигнала максимальна. Это направление соответствует отраженному лучу.
5. Измеряют угол $ \beta $ между направлением на приемник (отраженным лучом) и нормалью. Этот угол является углом отражения.
6. Сравнивая измеренные углы, убеждаются, что угол отражения равен углу падения ($ \alpha \approx \beta $).
7. В ходе опыта также можно убедиться, что излучатель, приемник (в положении максимального сигнала) и нормаль лежат в одной (горизонтальной) плоскости стола.
8. Опыт повторяют для нескольких различных углов падения, чтобы подтвердить, что равенство выполняется всегда.

Ответ: Демонстрация проводится с помощью установки из генератора и приемника СВЧ-волн и металлического отражающего экрана. Волны от генератора направляют на экран под углом падения $ \alpha $ к нормали. Затем, перемещая приемник, находят направление максимального отраженного сигнала и измеряют угол отражения $ \beta $. Эксперимент показывает, что $ \alpha = \beta $ и что падающий луч, отраженный луч и нормаль лежат в одной плоскости.