Номер 2, страница 206 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 48. Свойства электромагнитных волн - номер 2, страница 206.

Условие.

2. Как продемонстрировать преломление электромагнитных волн?

Решение.

Продемонстрировать преломление электромагнитных волн можно с помощью нескольких наглядных экспериментов. Поскольку видимый свет является частью спектра электромагнитных волн, самые простые опыты связаны именно с ним.

Самый простой опыт — с карандашом в стакане воды. Для него понадобится прозрачный стакан, вода и любой прямой предмет, например, карандаш. Если опустить карандаш в стакан с водой под наклоном, то при взгляде сбоку он будет казаться "переломленным" на границе раздела воздуха и воды. Этот визуальный эффект — прямое следствие преломления света. Лучи света, отраженные от погруженной в воду части карандаша, на выходе из воды в воздух меняют свое направление, так как скорость света в воздухе выше, чем в воде. Из-за этого изменения направления нам кажется, что подводная часть карандаша находится выше, чем на самом деле.

Более строгая демонстрация — опыт с призмой. Необходимо направить узкий пучок света (например, от лазерной указки) на стеклянную призму в затемненном помещении. Можно увидеть, что световой луч, пройдя сквозь призму, отклоняется от своего первоначального направления. Это происходит потому, что свет преломляется дважды: при входе в призму (переход из среды воздух-стекло) и при выходе из нее (переход стекло-воздух). Величина отклонения зависит от угла падения луча и показателей преломления воздуха и стекла. Этот процесс описывается законом преломления света (законом Снеллиуса): $n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\gamma$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления сред, а $\alpha$ и $\gamma$ — углы падения и преломления. Если вместо лазера использовать источник белого света, то призма разложит его в спектр (радугу), что также является следствием преломления (явление дисперсии).

Преломление других видов электромагнитных волн. Чтобы доказать, что преломление является общим свойством всех электромагнитных волн, можно провести опыт с радиоволнами сантиметрового диапазона (микроволнами). Для этого потребуется генератор и приемник микроволн, а также большая призма из материала, прозрачного для них, например, из парафина. Сначала приемник располагают на одной линии с генератором для фиксации прямого сигнала. Затем между ними ставят парафиновую призму. Сигнал на приемнике пропадет. Чтобы снова его поймать, приемник нужно будет сместить в сторону, следуя за отклоненным призмой лучом. Это демонстрирует, что радиоволны, так же как и свет, преломляются при переходе из одной среды в другую.

Ответ: Преломление электромагнитных волн можно продемонстрировать несколькими способами. Самый простой — наблюдать за "изломом" карандаша, опущенного в стакан с водой. Более научно строгий опыт заключается в пропускании узкого пучка света через стеклянную призму, что приводит к видимому отклонению луча. Также можно доказать универсальность этого явления, показав преломление радиоволн с помощью СВЧ-генератора, приемника и призмы из диэлектрика (например, парафина); при этом будет зафиксировано изменение направления распространения волн. В основе всех этих явлений лежит изменение скорости распространения электромагнитной волны при ее переходе из одной среды в другую.