Номер 3, страница 178, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Окулисты считают, что если человек видит радужные кольца в чистом воздухе вокруг лампы, то это является началом возникновения катаракты. Почему?

3. Появление радужных колец вокруг источников света (например, лампы) в условиях чистого воздуха, где нет тумана или пыли, является одним из симптомов начинающейся катаракты. Это явление объясняется физическими принципами дифракции и дисперсии света.

В здоровом глазу хрусталик — естественная линза — абсолютно прозрачен. Свет, проходя через него, без препятствий преломляется и фокусируется на сетчатке, формируя четкое изображение.

Катаракта — это заболевание, характеризующееся помутнением хрусталика. Причиной помутнения является денатурация (изменение структуры) белков, из которых он состоит. В результате в его толще образуются микроскопические уплотнения, волокна и другие неоднородности.

Эти микроскопические неоднородности становятся препятствиями для проходящих световых лучей. Когда свет от лампы попадает на такой хрусталик, он огибает эти препятствия. Это явление называется дифракцией света. По сути, структура мутнеющего хрусталика начинает работать как дифракционная решетка.

Белый свет является полихроматическим, то есть состоит из электромагнитных волн разной длины, которые человеческий глаз воспринимает как разные цвета. При дифракции угол отклонения света зависит от длины волны. Свет с большей длиной волны (красный) отклоняется сильнее, а с меньшей (фиолетовый) — слабее. Это приводит к разложению белого света в спектр — явлению, известному как дисперсия.

В результате на сетчатке вокруг изображения источника света формируются концентрические кольца, окрашенные во все цвета радуги. Поскольку этот оптический эффект возникает непосредственно внутри глаза, он наблюдается независимо от состояния атмосферы.

Ответ: Радужные кольца вокруг источников света появляются из-за дифракции и последующей дисперсии света на микроскопических помутнениях (уплотнениях белка), которые образуются в хрусталике на начальной стадии развития катаракты. Эти помутнения действуют как дифракционная решетка, разлагая белый свет в спектр, который глаз воспринимает как радужный ореол.