Номер 5, страница 80 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

5. Чем электромагнитные волны отличаются от механических?

Электромагнитные и механические волны представляют собой два фундаментальных типа волн, различающихся по своей природе, свойствам и способу распространения. Основные отличия между ними заключаются в следующем:

• Природа волны и среда распространения

  Главное отличие состоит в том, что для распространения механических волн необходима упругая среда (твёрдое тело, жидкость или газ). Механическая волна — это процесс распространения колебаний частиц этой среды. Примерами являются звуковые волны в воздухе, волны на поверхности воды или сейсмические волны в земной коре. В вакууме, где нет частиц, механические волны распространяться не могут.

  Электромагнитные волны, в свою очередь, представляют собой распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля. Они состоят из колеблющихся электрического ($\vec{E}$) и магнитного ($\vec{B}$) полей, перпендикулярных друг другу и направлению распространения волны. Электромагнитные волны не нуждаются в среде для распространения и могут перемещаться в вакууме. Свет от Солнца, достигающий Земли, является прекрасным примером.

• Скорость распространения

  Скорость механических волн зависит от свойств среды, в которой они распространяются (её плотности, упругости и т.д.). Например, скорость звука в воздухе составляет примерно 343 м/с, а в воде — около 1500 м/с.

  Скорость электромагнитных волн в вакууме является фундаментальной физической константой, известной как скорость света, и равна $c \approx 3 \times 10^8$ м/с. Это максимально возможная скорость передачи энергии и информации. В веществе скорость электромагнитных волн уменьшается и определяется показателем преломления среды $n$: $v = c/n$.

• Тип колебаний

  Механические волны могут быть как поперечными (колебания частиц происходят перпендикулярно направлению распространения волны, например, волны на струне), так и продольными (колебания частиц происходят вдоль направления распространения, например, звуковые волны).

  Электромагнитные волны всегда являются поперечными. Векторы напряжённости электрического и магнитного полей всегда колеблются в плоскости, перпендикулярной вектору скорости распространения волны.

• Источник возникновения

  Источником механических волн служит любое колеблющееся тело, создающее деформацию в упругой среде.

  Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды. Например, переменный ток в антенне радиопередатчика создаёт радиоволны.

Таким образом, несмотря на то что оба типа волн переносят энергию без переноса вещества, их физическая природа и свойства кардинально различаются.

Ответ:

Электромагнитные волны отличаются от механических по нескольким ключевым параметрам:

1. Природа волны: Механические волны — это колебания частиц вещества, а электромагнитные — колебания электромагнитного поля.
2. Среда распространения: Механическим волнам для распространения необходима среда (твёрдая, жидкая или газообразная), в то время как электромагнитные волны могут распространяться и в вакууме.
3. Скорость: Скорость электромагнитных волн в вакууме — константа ($c \approx 3 \times 10^8$ м/с), а скорость механических волн зависит от свойств среды и всегда значительно меньше.
4. Тип волны: Электромагнитные волны всегда поперечные, а механические могут быть как поперечными, так и продольными.