Номер 3, страница 111, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Приведите примеры дифракции волн, не упомянутые в тексте.

Дифракция звуковых волн

Одним из самых распространенных примеров является дифракция звука. Мы можем слышать звук из-за угла или из соседней комнаты, даже если дверь приоткрыта совсем немного и нет прямой видимости источника звука. Это происходит потому, что звуковые волны, сталкиваясь с препятствием (например, углом стены или краем двери), огибают его. Эффект наиболее заметен, когда размер препятствия сравним с длиной волны. Длина звуковых волн, воспринимаемых человеком, составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров, что сопоставимо с размерами дверей, углов и других повседневных объектов. Именно поэтому дифракция звука так хорошо проявляется в нашей жизни.

Ответ: Способность слышать звуки, доносящиеся из-за угла здания или из-за другого крупного препятствия.

Радужные цвета на поверхности CD или DVD диска

Если посмотреть на рабочую поверхность CD или DVD диска под углом, можно наблюдать яркие радужные переливы. Это явление — результат дифракции белого света (например, от лампы или солнца) на микроскопической структуре диска. На его поверхности имеется спиральная дорожка из крошечных углублений (питов), расстояние между которыми составляет доли микрона. Эта упорядоченная структура работает как отражательная дифракционная решётка. Падающий на диск белый свет, состоящий из волн разной длины (разных цветов), дифрагирует, при этом волны каждого цвета отклоняются под своим углом. В результате белый свет разлагается в спектр, и мы видим радужный узор.

Ответ: Появление радужных узоров на поверхности CD-диска при освещении его источником белого света.

Дифракция волн на воде

Явление дифракции легко наблюдать на поверхности воды. Когда морские или речные волны проходят через узкий проход, например, между двумя волнорезами у входа в гавань, они не продолжают двигаться узким прямолинейным пучком. Вместо этого, пройдя щель, волны начинают расходиться во все стороны, как будто в проходе находится новый, точечный источник волн. Они огибают края волнорезов и распространяются по всей акватории гавани. Точно так же волны огибают одиночные препятствия, такие как столбы пирса или большие камни.

Ответ: Распространение морских волн веером после прохождения через узкий вход в гавань или огибание ими свай моста.

Предел разрешения оптических приборов

Дифракция света является фундаментальной причиной, ограничивающей разрешающую способность любого оптического прибора, будь то микроскоп, телескоп или даже человеческий глаз. Из-за дифракции на входной апертуре прибора (например, на оправе объектива) изображение точечного источника света никогда не бывает точкой. Оно представляет собой размытое пятно, называемое диском Эйри, окруженное более слабыми концентрическими кольцами. Если два объекта расположены слишком близко друг к другу, их дифракционные изображения накладываются и сливаются, и их становится невозможно различить как отдельные. Минимальное разрешимое расстояние $\text{d}$ между двумя точками в микроскопе определяется по формуле Аббе: $d = \frac{\lambda}{2n \cdot \sin\alpha} = \frac{\lambda}{2NA}$, где $\lambda$ — длина волны света, $\text{n}$ — показатель преломления среды между объектом и объективом, $\alpha$ — апертурный угол, а $NA$ — числовая апертура объектива.

Ответ: Существование предела разрешения у микроскопов и телескопов, из-за которого невозможно различить детали, размер которых меньше определенной величины, зависящей от длины волны света.