ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 36.7: Электромагнитное поле. Электромагнитная волна

План решения:

Для ответа на этот вопрос необходимо вспомнить фундаментальные свойства электромагнитной волны в вакууме. Электромагнитная волна является поперечной. Это означает, что векторы напряжённости электрического поля E и магнитной индукции B колеблются перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости v). Кроме того, эти два вектора всегда взаимно перпендикулярны друг другу.

Анализ вариантов:

1. Вариант 1 утверждает, что E∥v и B∥v. Это противоречит поперечному характеру электромагнитных волн. В продольных волнах (например, звуковых) колебания идут вдоль направления распространения, но ЭМ-волны так не ведут себя.
2. Вариант 2 утверждает: E⊥B, E⊥v, B⊥v. Это полностью соответствует определению поперечной электромагнитной волны. Векторы E, B и v образуют правую тройку векторов.
3. Вариант 3 утверждает, что E∥B. Если бы векторы были параллельны, они не могли бы образовывать замкнутые контуры вихревых полей, описываемые уравнениями Максвелла. В ЭМ-волне они строго перпендикулярны.
4. Вариант 4 также содержит ошибку с параллельностью E и B, а также неверную ориентацию относительно скорости распространения.

Проверка и вывод:

Согласно теории Максвелла, изменяющееся электрическое поле порождает магнитное, и наоборот. Направление вектора Пойнтинга S=[E,H] совпадает со скоростью распространения v. Для того чтобы векторное произведение было направлено вдоль v, а модули полей были максимальными при заданных амплитудах, векторы E и B должны лежать в плоскости, перпендикулярной v, и быть перпендикулярными друг другу. Таким образом, верным является только второй вариант.