Номер 8, страница 169, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

8. Можно ли потушить свет светом? Если да, то как это сделать?

Да, свет можно «потушить» светом. Это явление возможно благодаря волновой природе света и называется деструктивной интерференцией.

Решение

Свет представляет собой электромагнитную волну, которая характеризуется амплитудой и фазой. Когда две или более световые волны от когерентных источников встречаются в одной точке пространства, они накладываются друг на друга. Когерентными называются источники, которые излучают волны с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз.

Результат наложения зависит от разности фаз волн в точке встречи:

1. Конструктивная интерференция: Если волны приходят в точку в одной фазе (например, гребень одной волны совпадает с гребнем другой), они усиливают друг друга. Амплитуда результирующей волны увеличивается, и мы наблюдаем усиление яркости света.

2. Деструктивная интерференция: Если волны приходят в точку в противофазе (гребень одной волны совпадает с впадиной другой), они гасят друг друга. При одинаковых амплитудах исходных волн результирующая амплитуда становится равной нулю. В этом случае свет буквально «тушит» свет, и мы наблюдаем темное пятно или полосу.

Условие полного гашения света (деструктивной интерференции) для двух волн с одинаковой амплитудой заключается в том, чтобы их разность хода $\Delta d$ в точке наблюдения была равна нечетному числу полуволн:

$\Delta d = (k + \frac{1}{2})\lambda$, где $\lambda$ — длина волны, а $\text{k}$ — целое число ($k = 0, 1, 2, ...$).

Это соответствует разности фаз $\Delta\phi$, равной:

$\Delta\phi = (2k+1)\pi$

Как это сделать на практике?

Классическим способом наблюдения этого явления является опыт Юнга. В этом эксперименте пучок света направляют на экран с двумя близко расположенными параллельными щелями. Эти щели действуют как два когерентных источника света. На экране, установленном за щелями, появляется интерференционная картина — система чередующихся светлых и темных полос. Светлые полосы соответствуют конструктивной интерференции, а темные — деструктивной, то есть местам, где свет погасил сам себя.

Это явление также используется в технологиях, например, в просветленной оптике (антибликовые покрытия линз), где тонкая пленка на поверхности стекла создает условия для гашения отраженного света за счет интерференции.

Ответ: Да, можно. Это достигается с помощью явления деструктивной интерференции, когда две когерентные световые волны накладываются друг на друга в противофазе, взаимно уничтожаясь и создавая область темноты.