Номер 5, страница 178, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

5. Посмотрите, прищурившись, на яркий источник света. Что вы видите? Как это можно объяснить?

Решение

Если посмотреть, прищурившись, на яркий точечный источник света, например, на далекий фонарь ночью или пламя свечи, то можно увидеть не просто светящуюся точку. Вместо этого источник света будет выглядеть как звезда с расходящимися от нее лучами или как крестообразный узор из световых полос. Часто края этих лучей могут быть окрашены в цвета радуги.

Это красивое явление объясняется физическим явлением, которое называется дифракцией света. Дифракция — это способность световых волн огибать препятствия или отклоняться от прямолинейного распространения при прохождении через очень узкие отверстия, соизмеримые с длиной волны света.

Когда мы щуримся, мы создаем именно такие условия. Наши веки образуют узкую горизонтальную щель, а ресницы представляют собой ряд тонких препятствий. Проходя через эту узкую щель между веками и огибая ресницы, световые волны дифрагируют.

Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, дифрагировавшие волны распространяются во все стороны и накладываются друг на друга, то есть интерферируют. В тех направлениях, где гребни волн совпадают и усиливают друг друга (конструктивная интерференция), мы видим яркие полосы света — дифракционные максимумы. В тех направлениях, где гребень одной волны совпадает с впадиной другой и они гасят друг друга (деструктивная интерференция), образуются темные промежутки. Именно эта чередующаяся картина максимумов и минимумов и создает видимые нами "лучи". Горизонтальная щель век создает вертикальные лучи, а вертикальные ресницы — горизонтальные, что в сумме дает звездообразный узор.

Появление радужных цветов (спектра) по краям лучей также является следствием дифракции. Белый свет является смесью электромагнитных волн разной длины, каждой из которых соответствует определенный цвет. Угол, на который отклоняется свет при дифракции, зависит от длины волны: длинноволновый красный свет дифрагирует (отклоняется) сильнее, чем коротковолновый синий или фиолетовый. В результате белый свет разлагается в спектр, и мы видим радужную окантовку у дифракционных максимумов.

Ответ: При взгляде на яркий источник света сквозь прищуренные глаза видны расходящиеся от него световые лучи, часто с радужной окраской по краям. Это объясняется явлением дифракции света на узкой щели, образуемой веками, и на ресницах, которые выступают в роли дифракционной решетки. В результате дифракции и последующей интерференции световых волн создается характерный узор из светлых и темных полос, а зависимость угла дифракции от длины волны приводит к разложению белого света в спектр.