IV. ЭНЕРГИЯ ВОЛНЫ. ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ ВОЛНОЙ





-----------------------------------------------------------------------

1.Показатель преломления среды, в которой распространяется электромагнитная волна с напряженностями электрического и магнитного полей соответственно и объемной плотностью энергии , равен …

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 2.

Решение:
Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также где объемная плотность энергии, скорость электромагнитной волны в среде, скорость электромагнитной волны в вакууме, показатель преломления. Следовательно, и

-----------------------------------------------------------------------

2.Если частоту упругой волны увеличить в 2 раза, не изменяя ее длины волны, то интенсивность волны увеличится в ___ раз(-а).

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 8.

Решение:
Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова) , где – скорость волны, – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии упругой волны определяется выражением , где – плотность среды, – амплитуда, – циклическая частота волны. Тогда интенсивность волны равна . Скорость волны , где – длина волны, – ее частота. Таким образом, . Следовательно, если частоту упругой волны увеличить в 2 раза, не изменяя ее длины волны, то интенсивность волны увеличится в 8 раз.

-----------------------------------------------------------------------

3.Если частоту упругой волны увеличить в 2 раза, не изменяя ее скорости, то интенсивность волны увеличится в ___ раз(-а).

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 4.

Решение:
Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова) , где – скорость волны, – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии упругой волны определяется выражением , где – плотность среды, – амплитуда, – циклическая частота волны. Тогда интенсивность волны равна . Таким образом, если частоту упругой волны увеличить в 2 раза, не изменяя ее скорости, то интенсивность волны увеличится в 4 раза.

-----------------------------------------------------------------------

4.Плотность потока энергии, переносимой волной в упругой среде плотностью , увеличилась в 16 раз при неизменной скорости и частоте волны. При этом амплитуда волны возросла в _____ раз(а).

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 4.

Решение:
Плотность потока энергии, то есть количество энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу площади площадки, расположенной перпендикулярно направлению переноса энергии, равна: где – объемная плотность энергии, – скорость переноса энергии волной (для синусоидальной волны эта скорость равна фазовой скорости). Среднее значение объемной плотности энергии равно: , где – амплитуда волны, – частота. Следовательно, амплитуда увеличилась в 4 раза.

-----------------------------------------------------------------------

5.Плоская электромагнитная волна распространяется в диэлектрике с проницаемостью . Если амплитудное значение электрического вектора волны , то интенсивность волны равна …
(Электрическая постоянная равна .
Полученный ответ умножьте на и округлите до целого числа.)

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 8.

Решение:
Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова – Пойнтинга) , где – скорость волны, – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии электромагнитной волны определяется выражением , а скорость волны в среде , где – абсолютный показатель преломления среды, причем . Для неферромагнитных сред . Таким образом, выражение для интенсивности электромагнитной волны можно представить в виде .

-----------------------------------------------------------------------

6.На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор Умова – Пойнтинга ориентирован в направлении …

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 3.

Решение:
Вектор Умова – Пойнтинга (вектор плотности потока энергии электромагнитного поля) равен векторному произведению: , где и – векторы напряженностей электрического и магнитного полей электромагнитной волны соответственно. Векторы , , образуют правую тройку векторов. Следовательно, вектор Умова – Пойнтинга ориентирован в направлении 3.

-----------------------------------------------------------------------

7.На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического ( ) и магнитного ( ) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении …

-----------------------------------------------------------------------Ответ: 4.

Решение:
Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля (вектор Умова – Пойнтинга) равен векторному произведению: , где и – соответственно векторы напряженностей электрического и магнитного полей электромагнитной волны. Векторы , , образуют правую тройку векторов; значит, вектор Умова – Пойнтинга ориентирован в направлении 4.

-----------------------------------------------------------------------

8.В упругой среде плотностью распространяется плоская синусоидальная волна. Если амплитуда волны увеличится в 4 раза, а частота в 2 раза, то плотность потока энергии (вектор Умова) увеличится в ______ раз(-а).

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 64.

Решение:
Плотность потока энергии, то есть количество энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу площади площадки, расположенной перпендикулярно направлению переноса энергии, равна: где – объемная плотность энергии, – скорость переноса энергии волной (для синусоидальной волны эта скорость равна фазовой скорости). Среднее значение объемной плотности энергии равно: где – амплитуда волны, – частота. Следовательно, плотность потока энергии увеличится в 64 раза.

-----------------------------------------------------------------------

9.Если в электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, значение напряженности магнитного поля равно: , объемная плотность энергии , то напряженность электрического поля составляет _____

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 300.

Решение:
Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также где объемная плотность энергии, скорость света. Следовательно, .

-----------------------------------------------------------------------

10.В физиотерапии используется ультразвук частотой и интенсивностью При воздействии таким ультразвуком на мягкие ткани человека плотностью амплитуда колебаний молекул будет равна …
(Считать скорость ультразвуковых волн в теле человека равной Ответ выразите в ангстремах и округлите до целого числа.)

-----------------------------------------------------------------------

Ответ: 2.

Решение:
Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова) , где – скорость волны, – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии упругой волны определяется выражением , где – плотность среды, – амплитуда, – циклическая частота волны. Тогда интенсивность волны равна . Отсюда

-----------------------------------------------------------------------





Читайте также:
Экономика как подсистема общества: Может ли общество развиваться без экономики? Как побороть бедность и добиться...
Определение понятия «общество: Понятие «общество» употребляется в узком и широком...
Ограждение места работ сигналами на перегонах и станциях: Приступать к работам разрешается только после того, когда...
Общие формулы органических соединений основных классов: Алгоритм составления формул изомеров алканов...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.014 с.