Электромагнитные волны, шкала ЭМ-излучений

Задание 13 КИМ (1 балл); также в 14, 18, 21 Макс. 1 балл ~4 минуты

Электромагнитная волна — единственная волна, которой не нужна среда: электрическое и магнитное поля держат друг друга сами и уходят сквозь вакуум. Тема даёт задание 13, ставит «якоря» в 14 и 18 и идёт сюжетом качественной задачи 21. Почти всё здесь решают две вещи: формула λ = c/ν и порядок диапазонов на шкале.

Откуда волна вообще берётся

В колебательном контуре энергия переливается из конденсатора в катушку и обратно, но никуда из контура не уходит: поля заперты внутри — между обкладками и внутри катушки. Чтобы волна ушла в пространство, нужен провод, у которого поля наружу не заперты, — антенна. По ней гоняют переменный ток.

Дальше включается цепочка, ради которой эта тема и существует. Переменный ток создаёт вокруг антенны переменное магнитное поле. А переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое — это уже знакомый закон электромагнитной индукции. Максвелл добавил вторую половину: переменное электрическое поле, в свою очередь, порождает магнитное. Круг замкнулся.

Теперь смотри, что получилось. Каждое поле рождает следующее, следующее рождает первое — паре полей больше не нужен ни ток, ни антенна. Они отрываются от источника и бегут дальше сами. Это и есть электромагнитная волна: не вещество и не ток, а связка двух полей, которая сама себя поддерживает.

Отсюда главное следствие темы, и его стоит проговорить вслух: электромагнитной волне не нужна среда. Механической волне нужна: звуку нечего раскачивать в пустоте, там просто нет частиц. А полю частицы не нужны — поле существует и в вакууме. Свет Солнца долетает до Земли через сотню миллионов километров пустоты именно поэтому.

Систему уравнений Максвелла, из которой всё это следует строго, на ЕГЭ решать не надо и математики её в кодификаторе нет. А вот назвать саму цепочку словами — надо: в задании 21 это прямо требуется по критериям.

Перпендикулярные колебания электрического и магнитного полей распространяются от антенны — Электрическое и магнитное поля электромагнитной волны взаимно перпендикулярны и перпендикулярны направлению распространения.

Пять фактов, которые проверяют

Расчёт в этой теме короткий, а вот утверждений, которые спрашивают в заданиях 14 и 18, ровно пять. Выучи их как список — они закрывают почти все варианты.

1. Волна поперечная. Векторы $\vec{E}$ и $\vec{B}$ колеблются поперёк направления бега волны. Не вдоль, как у звука. Это, кстати, и есть причина, по которой свет можно поляризовать — выделить из всех поперечных направлений колебаний $\vec{E}$ одно: у продольной волны выделять нечего — колебание там одно, вдоль движения.

2. $\vec{E} \perp \vec{B}$ . Мало того что оба поперечные — они ещё и перпендикулярны друг другу. Три направления взаимно перпендикулярны: электрическое поле, магнитное поле и направление распространения.

3. Поля колеблются в фазе. $\vec{E}$ и $\vec{B}$ достигают максимума одновременно и одновременно обращаются в ноль. Это отличает ЭМ-волну от контура, где заряд и ток сдвинуты на четверть периода, — там поля меняются по очереди, здесь в такт. Не перепутай две картинки.

4. Среда не нужна. Волна идёт через вакуум. «Для распространения необходима среда» — готовый неверный вариант в задании 14, поставленный туда специально: по аналогии со звуком рука тянется его выбрать.

5. Волна переносит энергию. Не вещество. Как и любая волна: частицы (если среда есть) качаются на месте, а вдаль уходит энергия. Ровно за счёт этой энергии нагревается всё, на что падает солнечный свет.

Шестое, техническое, вынесем отдельным пунктом ниже: в вакууме волна идёт со скоростью $c = 3 \cdot 10^8$ м/с. Это значение выдают в справочных материалах КИМ — запоминать его отдельно не требуется.

E и B перпендикулярны друг другу и направлению бега волны, а максимумов достигают одновременно

λ, ν и c — весь расчёт задания 13

Волновая формула здесь та же, что у механических волн: за один период источник совершает одно колебание, а волна успевает пробежать ровно одну длину волны. Меняется только скорость — в вакууме она равна $c$ :

\lambda = cT = \dfrac{c}{\nu}, \qquad T = \dfrac{1}{\nu}

Три величины, любые две дают третью. Это и есть весь расчёт задания 13 по нашей теме — одно деление.

Но у формулы $\lambda = c/\nu$ есть второй смысл, важнее арифметического. В вакууме $c$ — постоянная. Значит, длина волны и частота обратно пропорциональны: выросла частота — во столько же раз укоротилась волна. Поэтому вся шкала излучений — это одна ось, которую можно читать двумя способами: слева направо по растущей частоте или справа налево по растущей длине волны. Отдельно запоминать «где какая частота» и «где какая длина волны» не нужно — это одно и то же знание.

И ещё одно следствие, на котором строят ловушку: в вакууме все электромагнитные волны идут с одной и той же скоростью. Радиоволна и гамма-излучение различаются частотой в триллионы раз, но обе летят со скоростью $3 \cdot 10^8$ м/с. «Гамма быстрее, потому что энергичнее» — неверно.

Единицы — главный источник потерянных баллов в этой теме. Частоту в условии почти всегда дают в мегагерцах или гигагерцах, а длину волны — в нанометрах или микрометрах. В формулу идут только герцы и метры:

1\ \text{МГц} = 10^6\ \text{Гц}, \quad 1\ \text{ГГц} = 10^9\ \text{Гц}, \quad 1\ \text{нм} = 10^{-9}\ \text{м}, \quad 1\ \text{мкм} = 10^{-6}\ \text{м}

Переводи сразу при выписывании данных. Ошибка здесь не выглядит ошибкой: ответ получается красивым числом, просто не с той степенью десятки.

Шкала ЭМ-излучений

Радиоволна, тепло от батареи, свет лампы, ультрафиолет, рентген в поликлинике, гамма-излучение — это одна и та же физическая вещь. Одна и та же поперечная связка полей, одна и та же скорость в вакууме. Различаются они ровно одним параметром — частотой (а значит, и длиной волны). Разные названия достались им не от физики, а от истории: их открывали по отдельности и по-разному их получают и ловят.

Порядок диапазонов по возрастанию частоты (то есть по убыванию длины волны) такой:

радиоволны → инфракрасное → видимый свет → ультрафиолетовое → рентгеновское → гамма-излучение

Этот порядок и есть то, что реально спрашивают. Запомнить его помогают сами названия: инфракрасное — «ниже красного», то есть за красным краем видимого света, где волны длиннее. Ультрафиолетовое — «за фиолетовым», где волны короче. Видимый свет зажат между ними, и красный конец у него длинноволновый, фиолетовый — коротковолновый. Дальше по обе стороны шкала продолжается тем, чего глаз уже не ловит.

Про числа — осторожно. Границы между соседними диапазонами условны: их проводят по договорённости, в разных источниках по-разному, соседние диапазоны перекрываются. Поэтому на экзамене спрашивают порядок, а не точную границу. Держи в голове один надёжный якорь: видимый свет — примерно от 400 до 700 нм. Всё, что заметно длиннее, — инфракрасное; всё, что заметно короче, — ультрафиолетовое и дальше.

А по краям шкала уходит на много порядков в обе стороны. Радиоволны — самый длинноволновый край: от миллиметров и длиннее, до метров и километров. Рентген и гамма — самый коротковолновый: доли нанометра и меньше.

Обрати внимание на масштаб: у всего видимого света длинноволновый край (около 700 нм) отличается от коротковолнового (около 400 нм) меньше чем в два раза. Вся остальная шкала тянется на много порядков в обе стороны. То, что мы видим глазами, — узкая щёлка.

Чем короче волна, тем выше частота, — а энергия одного фотона равна $E = h\nu$ (здесь $h$ — постоянная Планка) и растёт вместе с частотой. Поэтому коротковолновый конец шкалы (рентген, гамма) — это ещё и самое энергичное излучение. Сами фотоны и формула $E = h\nu$ разбираются отдельно, в теме кода 4.2; здесь это просто удобный способ не путать концы шкалы.

Одно готовое утверждение для задания 18 забери прямо сейчас: рентгеновское излучение имеет меньшую длину волны, чем видимый свет. В варианте это утверждение любят перевернуть — и тогда оно неверное.

Порядок диапазонов — это факт, границы между ними условны. Оранжевым выделен видимый свет

Переход в среду: что меняется, а что нет

Это самый частый сюжет темы в заданиях 14 и 18 — и самая частая на ней ошибка. Волна из вакуума (или из воздуха) входит в стекло, воду, любую прозрачную среду. Что с ней происходит?

Начинай всегда с частоты, и всё встанет на места. Частоту задаёт источник. Он раскачивает поле в своём темпе, на границе колебания просто передаются дальше — с тем же темпом. Менять его на границе некому. Значит:

частота при переходе в другую среду не меняется. И период $T = 1/\nu$ вместе с ней тоже не меняется.

А вот скорость меняется: в среде волна идёт медленнее, чем в вакууме. Во сколько раз — показывает показатель преломления $n$ :

v = \dfrac{c}{n}

Теперь длина волны получается сама, без нового закона. Частота та же, скорость упала в $n$ раз — значит, по формуле $\lambda = v/\nu$ во столько же раз укоротится и волна:

\lambda = \dfrac{v}{\nu} = \dfrac{c}{n\nu} = \dfrac{\lambda_0}{n}

Здесь $\lambda_0$ — длина волны в вакууме. Собери итог в одну строку и запомни его целиком: частота и период — без изменений; скорость и длина волны — уменьшились в $n$ раз.

Типичный неверный вариант, ради которого всё это и написано, звучит так: «при переходе в стекло частота волны уменьшилась». Он неверен. И его брат-близнец: «период колебаний в стекле увеличился» — тоже неверен, период держится за частоту. Ещё один: «энергия фотона в стекле уменьшилась» — нет, $E = h\nu$ , а частота не изменилась.

Само по себе число $n$ и то, как луч преломляется на границе, — это уже оптика, код 3.7, у неё своя тема. Нам от показателя преломления нужна одна вещь: во сколько раз в этой среде медленнее свет.

Частоту задаёт источник, поэтому на границе она не меняется; меняются скорость и длина волны

Разбор: от вакуума до среды за шесть строк

Пример

Электромагнитная волна с частотой ν = 1,5·10¹⁴ Гц распространяется в вакууме. а) Найди её период и длину волны, определи, к какому диапазону шкалы она относится. б) Волна входит в прозрачную среду с показателем преломления n = 2. Чему станут равны её скорость, частота и длина волны в этой среде? Прими c = 3·10⁸ м/с.

Период держится только за частоту — это самая быстрая строчка решения:

T = \dfrac{1}{\nu} = \dfrac{1}{1{,}5 \cdot 10^{14}} \approx 6{,}7 \cdot 10^{-15}\ \text{с}

Длина волны в вакууме — по волновой формуле со скоростью

c

\lambda_0 = \dfrac{c}{\nu} = \dfrac{3 \cdot 10^8}{1{,}5 \cdot 10^{14}} = 2 \cdot 10^{-6}\ \text{м} = 2000\ \text{нм}

Диапазон. Видимый свет — примерно 400–700 нм. Наши 2000 нм заметно длиннее красного края, но до миллиметров (радиодиапазон) далеко. Значит, это инфракрасное излучение.Теперь среда. Первым делом — частота. Её задаёт источник, на границе её менять некому:

\nu = 1{,}5 \cdot 10^{14}\ \text{Гц} \quad \text{— без изменений}

Скорость в среде падает в

n

раз:

v = \dfrac{c}{n} = \dfrac{3 \cdot 10^8}{2} = 1{,}5 \cdot 10^8\ \text{м/с}

Длина волны — по той же волновой формуле, но уже с новой скоростью:

\lambda = \dfrac{v}{\nu} = \dfrac{1{,}5 \cdot 10^8}{1{,}5 \cdot 10^{14}} = 1 \cdot 10^{-6}\ \text{м} = 1000\ \text{нм}

Проверка в одну строчку, без деления:

\lambda = \lambda_0 / n = 2000/2 = 1000

нм. Сошлось.И контрольный вопрос себе: период в среде изменился? Нет.

T = 1/\nu

, а частота осталась прежней — значит, и период тот же

6{,}7 \cdot 10^{-15}

с. Именно на этом месте в задании 14 и ловят.Ответ: а) T ≈ 6,7·10⁻¹⁵ с, λ₀ = 2·10⁻⁶ м (2000 нм), инфракрасный диапазон. б) v = 1,5·10⁸ м/с, ν = 1,5·10¹⁴ Гц (не изменилась), λ = 1·10⁻⁶ м (1000 нм); период тоже не изменился.

Разбор: качественная задача формата 21

Пример

Межпланетная станция передаёт данные на Землю радиосигналом. Почти весь путь сигнала проходит через космический вакуум. Объясни, почему радиосигнал этот участок преодолевает, а звук — какой угодно громкий — не преодолел бы. Ответ поясни, указав, какие физические явления и модели ты использовал.

Как устроен ответ на 21. Три балла тут дают не за «я понял», а за структуру. Сначала отдельной строкой перечисляешь законы и модели. Потом ведёшь цепочку рассуждений. Потом пишешь вывод. Пропустил первую строку — потерял балл, даже если рассуждение верное.Используемые законы и модели: модель механической волны (колебания частиц среды, передающиеся от частицы к частице); модель электромагнитной волны (взаимно порождающие друг друга переменные электрическое и магнитное поля); закон электромагнитной индукции.1. Звук — механическая волна. Она существует только как колебания частиц вещества: одна частица толкает соседнюю, та следующую, так колебание и передаётся. Носитель колебания здесь — само вещество.2. В космическом вакууме частиц, которые могли бы колебаться и передавать колебание дальше, нет. Значит, механической волне не из чего состоять — звук в вакууме не существует в принципе, и громкость источника тут ничего не меняет.3. Радиосигнал — электромагнитная волна, и устроена она иначе. Переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое (закон электромагнитной индукции), переменное электрическое порождает магнитное. Поля поддерживают друг друга сами.4. Поле — не вещество, ему частицы среды не нужны: оно существует и в пустоте. Поэтому связка полей распространяется через вакуум, причём со скоростью

c = 3 \cdot 10^8

м/с.Вывод. Разница не в громкости и не в мощности передатчика, а в природе волны: механической волне носитель обязателен, электромагнитной — нет.Перечитай пункт 2 и пункт 4. Вся задача держится на одном противопоставлении: «колебания вещества» против «колебания полей». Если ты назвал его явно — три балла твои.Ответ: Звук — механическая волна, ей необходима среда: в вакууме нет частиц, которые передавали бы колебание. Радиосигнал — электромагнитная волна, то есть взаимно порождающие друг друга переменные электрическое и магнитное поля; полям вещество не нужно, поэтому волна идёт через вакуум со скоростью c = 3·10⁸ м/с.

Как подступиться к задаче этой темы

1Переведи всё в СИ первым же действием. МГц и ГГц — в герцы, нанометры и микрометры — в метры. Не в конце решения, а сразу при выписывании данных: потом будет некогда и незаметно.

2Реши, где идёт волна. В вакууме (или воздухе — его показатель преломления принимают за единицу) скорость равна

c = 3 \cdot 10^8

м/с. В среде с показателем преломления

n

скорость равна

v = c/n

. Дальше формула одна и та же.

3Свяжи три величины одной формулой.

\lambda = vT = v/\nu

, где

v

— скорость именно в той среде, про которую спрашивают. Плюс

T = 1/\nu

. Больше в задании 13 по этой теме ничего не нужно.

4Спрашивают про переход в другую среду — начинай с частоты. Она не меняется, и период вместе с ней. Дальше

v = c/n

, потом

\lambda = \lambda_0/n

. В этом порядке — и ни один дистрактор не сработает.

5Определяй диапазон по порядку длины волны. Метры и больше — радио. Микрометры — инфракрасное. Сотни нанометров — видимый свет. Десятки нанометров и меньше — ультрафиолет и дальше. Точную границу знать не нужно, порядок — нужно.

6Проверь порядок ответа, а не только цифры. Получил у видимого света длину волны в метрах или у радиоволны в нанометрах — ищи потерянную степень десятки в переводе единиц. Физика тут почти никогда не виновата, виноват перевод.

Проверь себя

Пять вопросов ровно по тем местам, где на ЕГЭ теряют балл именно в этой теме. Отвечай, не подглядывая в текст выше.

1.Электромагнитная волна переходит из вакуума в стекло с показателем преломления n = 1,5. Что происходит с её частотой?

Частоту задаёт источник, и на границе сред её менять некому — колебания просто передаются дальше в том же темпе. Не меняется и период T = 1/ν. Уменьшаются другие две величины: скорость (v = c/n = 2·10⁸ м/с) и длина волны (λ = λ₀/1,5). Вариант «частота уменьшается» — самый частый неверный ответ в задании 14.

2.В вакууме распространяются радиоволна с частотой 10⁸ Гц и гамма-излучение с частотой 10²⁰ Гц. Сравни их скорости.

В вакууме все электромагнитные волны идут с одной и той же скоростью c = 3·10⁸ м/с — независимо от частоты. Различаются они только частотой и длиной волны, а произведение λν у обеих одно и то же и равно c. «Энергичнее — значит быстрее» физике не соответствует: энергия фотона растёт с частотой, а скорость волны в вакууме от частоты не зависит.

3.Радиопередатчик излучает электромагнитную волну с частотой 150 МГц. Какова длина этой волны в вакууме? Прими c = 3·10⁸ м/с.

Сначала переводим частоту в герцы: 150 МГц = 150·10⁶ Гц = 1,5·10⁸ Гц. Затем λ = c/ν = 3·10⁸ / 1,5·10⁸ = 2 м. Вариант 2·10⁶ м получается, если забыть перевести мегагерцы в герцы, а 4,5·10¹⁰ м — если и мегагерцы не перевести, и умножить c на 150 вместо деления. Длина волны и частота связаны обратно пропорционально, а не прямо.

4.У какого из перечисленных излучений длина волны наименьшая?

Порядок по убыванию длины волны: радиоволны → инфракрасное → видимый свет → ультрафиолетовое → рентгеновское → гамма-излучение. Из перечисленного рентгеновское стоит дальше всех вправо, значит его длина волны наименьшая, а частота — наибольшая. Запомни ориентир: рентгеновское излучение имеет меньшую длину волны, чем видимый свет, — перевёрнутая версия этого утверждения встречается в задании 18 как неверная.

5.Какое утверждение об электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, НЕВЕРНО?

Электромагнитной волне среда не нужна: переменные электрическое и магнитное поля порождают друг друга сами, а полю вещество не требуется. Этот вариант ставят в задание 14 специально — по аналогии со звуком, которому среда действительно необходима. Остальные три утверждения верны: волна поперечная, векторы E и B перпендикулярны друг другу и направлению распространения, и волна переносит энергию (но не вещество).

Типичные ошибки на ЕГЭ

Ошибка 1

«При переходе в среду частота уменьшилась». Главная ловушка темы. Частоту задаёт источник, и на границе сред её менять некому — она не меняется, и период $T = 1/\nu$ вместе с ней. Меняются скорость ( $v = c/n$ ) и длина волны ( $\lambda = \lambda_0/n$ ). Начинай разбор перехода всегда с частоты — тогда остальное выстроится само.

Ошибка 2

Считают, что ЭМ-волне нужна среда. Перенос по аналогии со звуком, и он неверен. Механическая волна — это колебания частиц вещества, ей носитель обязателен. Электромагнитная — это колебания полей, а поле существует и в вакууме. «Для распространения необходима среда» — готовый неверный вариант задания 14.

Ошибка 3

Переворачивают шкалу. «Рентгеновское излучение имеет большую длину волны, чем видимый свет» — неверно, у рентгена длина волны меньше. Порядок по возрастанию частоты один: радио → ИК → видимый → УФ → рентген → гамма. Длина волны при этом убывает. Проверяй по названиям: инфракрасное — за красным (волны длиннее), ультрафиолетовое — за фиолетовым (волны короче).

Ошибка 4

Не переводят единицы. МГц, ГГц, нм, мкм в формулу не идут — только герцы и метры. Ошибка коварна тем, что ответ получается красивым числом, просто со сдвинутой на шесть-девять порядков степенью десятки, и на глаз выглядит правдоподобно. Переводи сразу при выписывании данных.

Ошибка 5

Думают, что гамма-излучение летит быстрее радиоволны. В вакууме все ЭМ-волны идут со скоростью $c = 3 \cdot 10^8$ м/с, от радио до гаммы. Энергия фотона с частотой действительно растёт, а вот скорость волны в вакууме от частоты не зависит вообще.

Ошибка 6

Считают ЭМ-волну продольной. Ещё один перенос со звука. Звук в воздухе продольный, электромагнитная волна — поперечная: $\vec{E}$ и $\vec{B}$ колеблются поперёк направления бега и перпендикулярно друг другу. Заодно не путай фазы: в контуре заряд и ток сдвинуты на четверть периода, а в волне $\vec{E}$ и $\vec{B}$ идут в такт.

Запомни для ЕГЭ

\lambda = cT = \dfrac{c}{\nu}, \qquad T = \dfrac{1}{\nu}

v = \dfrac{c}{n}, \qquad \lambda = \dfrac{\lambda_0}{n}, \qquad \nu = \text{const}

3c = 3·10⁸ м/с в вакууме — дано в справочных материалах КИМ

4Радио → ИК → видимый → УФ → рентген → гамма: λ убывает, ν растёт

5ЭМ-волна поперечная: E ⊥ B ⊥ направлению бега. Поля колеблются в фазе

6Среда не нужна: волна идёт через вакуум и переносит энергию, а не вещество

7В вакууме все ЭМ-волны идут с одной скоростью — от радио до гаммы

8Видимый свет — примерно 400–700 нм. Границы диапазонов условны, важен порядок

На экзамене

Задание 13 стоит 1 балл — закладывай на него 3–4 минуты, не больше. Номер 13 эта тема делит с колебательным контуром и оптикой: три темы, один номер. Опознать своё просто — если в условии есть λ и ν и спрашивают длину волны, частоту, период или скорость в среде, это она, и решается всё одним делением.
Единицы — первым действием, до всякой физики. Перевёл МГц и ГГц в герцы, нанометры в метры — и половина риска в этой теме исчезла.
В заданиях 14 и 18 тема даёт «якоря» — тот самый список фактов из блока «Запомни для ЕГЭ» выше. Держи его наготове целиком: перечисленные там утверждения о поперечности, фазе, независимости от среды и единой скорости c и есть готовые ответы на 14 и 18.
В заданиях с множественным выбором (14, 18) проверяй каждое утверждение отдельно и до конца, даже когда два верных уже нашлись. Система оценивания жёсткая: один лишний или один пропущенный символ — 1 балл вместо 2, две ошибки — ноль. Досрочная остановка стоит ровно балла.
Задание 21 по этой теме реально встречается: качественная задача на 3 балла, механики там в 2026 году нет, а электродинамика есть. Формат обязателен: строка «Используемые законы и модели: …», потом цепочка рассуждений, потом ответ. Не назвал закон явно — минус балл при верном по сути рассуждении.
Про задание 25 честно: в списке КИМ у темы этот номер стоит, но расчётная задача высокого уровня по электродинамике — это колебательный контур, конденсаторы, сила Лоренца, рамка в магнитном поле. Шкала излучений в такую задачу не превращается. Готовясь к части 2 по этой теме, вкладывайся в 21, а не в 25.
Прикидка порядка спасает от арифметики: длина волны вышла в метрах — это радио, в микрометрах — инфракрасное, в сотнях нанометров — видимый свет. Не сходится с тем, что сказано в условии, — ищи ошибку в переводе единиц, а не в формуле.

Словарь темы

Электромагнитная волнаРаспространяющаяся в пространстве связка переменных электрического и магнитного полей, которые порождают друг друга. Веществу-носителю не требуется: идёт и через вакуум.

Длина волны (λ)Расстояние, которое волна пробегает за один период, — то есть расстояние между двумя соседними одинаковыми точками волны. В вакууме λ = cT = c/ν.

Частота (ν)Число колебаний за секунду, измеряется в герцах. Задаётся источником и потому не меняется при переходе волны из одной среды в другую.

Скорость света в вакууме (c)Скорость любой электромагнитной волны в вакууме, одна и та же для всех диапазонов шкалы: c = 3·10⁸ м/с. Значение выдают в справочных материалах КИМ.

Показатель преломления (n)Число, показывающее, во сколько раз скорость света в среде меньше, чем в вакууме: v = c/n. Во столько же раз укорачивается длина волны. Как по n считают преломление луча — это уже оптика, код 3.7.

Поперечная волнаВолна, в которой колебания идут поперёк направления её распространения. Электромагнитная волна поперечная: E и B колеблются поперёк движения и перпендикулярно друг другу. Именно поперечность делает возможной поляризацию.

Шкала электромагнитных излученийУпорядоченный по частоте (или, что то же самое, по длине волны) ряд диапазонов: радиоволны, инфракрасное, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение. Все они — одна и та же по природе волна; границы между соседними диапазонами условны.

Источники и проверка

23 источника

Тема соответствует коду 3.6 кодификатора ФИПИ по физике: электромагнитные волны, шкала ЭМ-излучений.
Электромагнитная волна возникает как цепочка: переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, переменное электрическое порождает магнитное; поля поддерживают друг друга и уходят от источника.
ЭМ-волна поперечная; векторы E и B перпендикулярны друг другу; волна переносит энергию; для её распространения среда НЕ нужна; скорость в вакууме равна скорости света.
В электромагнитной волне E и B колеблются в фазе.
c = 3·10⁸ м/с — справочное значение, выдаётся в КИМ, запоминать не требуется.
λ = cT = c/ν и T = 1/ν — весь расчёт задания 13 по этой теме.
В вакууме все ЭМ-волны, независимо от частоты, идут с одной и той же скоростью c.
При переходе волны в среду частота и период не меняются; скорость становится v = c/n, длина волны λ = λ₀/n; энергия фотона E = hν тоже не меняется.
Порядок диапазонов шкалы по возрастанию частоты (убыванию длины волны): радиоволны → инфракрасное → видимый свет → ультрафиолетовое → рентгеновское → гамма-излучение.
Рентгеновское излучение имеет МЕНЬШУЮ длину волны, чем видимый свет. Перевёрнутая версия этого утверждения — неверная, встречается в задании 18.
Границы между соседними диапазонами шкалы условны и в разных источниках проведены по-разному, поэтому конкретные λ даются только как порядок величины, а как факт — порядок диапазонов.
Видимый свет — примерно от 400 до 700 нм; всё заметно длиннее — инфракрасное, заметно короче — ультрафиолетовое.
Энергия фотона E = hν растёт с частотой, поэтому коротковолновый конец шкалы — самый энергичный.
Механической волне (звуку) среда необходима, электромагнитной — нет; это противопоставление и есть содержание качественной задачи 21 по теме.
Задание 21 — качественная задача на 3 балла; обязательна строка с названными законами и моделями, иначе снимают балл. Механика из 21 в 2026 году исключена, электродинамика осталась.
В заданиях с множественным выбором (14, 18) один лишний или один пропущенный символ даёт 1 балл вместо 2, две ошибки — 0 баллов.
Реальный «дом» темы — задания 13, 14, 18 и 21. Заданий 15, 23 и высокого уровня 25 по шкале ЭМ-излучений не бывает, хотя эти номера стоят в kimNumbers скелета.
Тема отдана заданию 13 вместе с колебательным контуром (код 3.5) и оптикой (код 3.7) — три темы делят один номер.
Поперечность волны — то, что делает возможной поляризацию.
Перевод единиц: 1 МГц = 10⁶ Гц, 1 ГГц = 10⁹ Гц, 1 нм = 10⁻⁹ м, 1 мкм = 10⁻⁶ м.
Волна излучается антенной, по которой идёт переменный ток, а в замкнутом колебательном контуре поля заперты и волна не уходит.
В волне E и B колеблются в фазе, тогда как в колебательном контуре заряд и ток сдвинуты на четверть периода — это разные картинки.
Показатель преломления n нужен в этой теме только как «во сколько раз медленнее свет в среде»; законы преломления относятся к коду 3.7.

Утверждения сверены со спецификацией и кодификатором ФИПИ и с банком заданий НейроМиши, проверено редакцией, обновлено 2026-07-16.

Прогресс сохранится на этом устройстве.

Закрепи на тренажёре

Прочитал теорию — реши задания по теме. Миша подберёт уровень и разберёт ошибки.

Решать задания по теме Проверь себя: 6 заданий за 3 минуты

Ещё по заданию 13

К списку темВсе темы ЕГЭ по физике