Номер 1, страница 210 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 49. Электромагнитная природа света. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 210.

Условие.

1. Каковы доказательства электромагнитной природы света?

Решение.

Существует несколько ключевых теоретических и экспериментальных доказательств, подтверждающих электромагнитную природу света.

1. Теоретическое предсказание Максвелла
В середине XIX века Джеймс Клерк Максвелл, обобщив известные законы электричества и магнетизма, создал единую теорию электромагнитного поля. Из его уравнений следовало существование поперечных электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве. Скорость этих волн в вакууме ($\text{c}$) определялась через электрическую ($\epsilon_0$) и магнитную ($\mu_0$) постоянные: $c = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}}$. Расчетное значение этой скорости составило примерно $300 000$ км/с, что с поразительной точностью совпало с экспериментально измеренной скоростью света. Это совпадение стало первым веским аргументом в пользу того, что свет — это электромагнитная волна.

2. Эксперименты Генриха Герца
В 1887–1888 годах немецкий физик Генрих Герц впервые экспериментально сгенерировал и зарегистрировал электромагнитные волны, предсказанные Максвеллом. В своих опытах он показал, что эти волны обладают всеми свойствами света: они отражаются от проводящих поверхностей, преломляются в диэлектрической призме, интерферируют, дифрагируют и поляризуются. Герц также измерил их скорость распространения, и она оказалась равной скорости света. Это стало прямым и неопровержимым доказательством теории Максвелла.

3. Поляризация света
Явление поляризации света доказывает, что световые волны являются поперечными, то есть колебания в них происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Электромагнитная теория полностью объясняет это свойство: в электромагнитной волне векторы напряженности электрического поля ($\vec{E}$) и индукции магнитного поля ($\vec{B}$) взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны.

4. Давление света
Из теории Максвелла также следовало, что электромагнитные волны должны оказывать давление на поглощающие или отражающие их тела. Существование светового давления было экспериментально подтверждено и точно измерено русским физиком П. Н. Лебедевым в 1900 году. Результаты его опытов полностью совпали с теоретическими предсказаниями, что стало еще одним доказательством электромагнитной природы света.

5. Единство электромагнитного спектра
Современная физика показала, что видимый свет — это лишь малая часть широкого и непрерывного спектра электромагнитных волн. Этот спектр включает радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Все эти излучения имеют одинаковую физическую природу, распространяются в вакууме с одной и той же скоростью $\text{c}$ и отличаются лишь частотой (и, соответственно, длиной волны). Принадлежность света к этому общему семейству волн является убедительным доказательством его электромагнитной природы.

Ответ: Доказательствами электромагнитной природы света являются: 1) совпадение теоретически предсказанной Максвеллом скорости электромагнитных волн со скоростью света; 2) экспериментальное подтверждение Герцем того, что электромагнитные волны обладают всеми свойствами света; 3) поперечный характер световых волн (поляризация), соответствующий структуре электромагнитной волны; 4) экспериментально обнаруженное давление света, предсказанное теорией Максвелла; 5) принадлежность света к единому спектру электромагнитных излучений.