Номер 927, страница 129, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 11 класс. Оптика. Световые волны. Дифракция света. Дифракционная решётка - номер 927, страница 129.

Условие.

927. [770] Почему дифракцию механических волн мы наблюдаем чаще, чем дифракцию света?

Решение.

Дифракция — это явление огибания волнами препятствий. Это явление проявляется заметно, когда размеры препятствия $\text{d}$ сопоставимы с длиной волны $\lambda$ или меньше её, то есть выполняется условие $d \lesssim \lambda$.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с механическими волнами, например, со звуковыми волнами и волнами на воде. Длина волны звука в воздухе, который мы слышим, находится в диапазоне от нескольких сантиметров до десятков метров. Например, длина волны человеческой речи составляет десятки сантиметров. Эти размеры сопоставимы с размерами окружающих нас предметов: углов зданий, дверных проемов, деревьев, людей. Поэтому звуковые волны легко огибают эти препятствия, и мы можем, например, слышать звук из-за угла, не видя источника звука.

В то же время, видимый свет является электромагнитной волной с очень короткой длиной волны, составляющей от $400$ нм до $700$ нм (то есть от $4 \cdot 10^{-7}$ м до $7 \cdot 10^{-7}$ м). Эти значения в миллионы раз меньше размеров обычных предметов. Для того чтобы наблюдать дифракцию света, нужны препятствия или отверстия очень малых размеров, соизмеримых с длиной световой волны (например, узкие щели, маленькие отверстия, края острых предметов). В повседневной жизни такие условия встречаются редко, поэтому свет распространяется практически прямолинейно, и мы наблюдаем четкие тени от предметов.

Таким образом, мы наблюдаем дифракцию механических волн чаще, потому что их длины волн сопоставимы с размерами препятствий в нашей повседневной среде, в то время как для наблюдения дифракции света требуются специальные условия с очень маленькими препятствиями.

Ответ: Мы наблюдаем дифракцию механических волн (например, звука) чаще, чем дифракцию света, потому что длина механических волн соизмерима с размерами препятствий, встречающихся в повседневной жизни (двери, углы зданий), в то время как длина световых волн ничтожно мала по сравнению с ними. Заметная дифракция происходит, когда длина волны сопоставима с размером препятствия.