Номер 7, страница 78 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

7. Наблюдается ли явление дифракции, когда выполняется условие $d > \lambda$, где $\text{d}$ — размеры препятствия, $\lambda$ — длина волны?

7. Дифракция — это общее свойство волновых процессов, которое заключается в способности волн огибать препятствия. Строго говоря, дифракция происходит всегда, когда на пути распространения волны встречается препятствие, независимо от соотношения между размером препятствия и длиной волны. Однако степень проявления этого явления, то есть насколько сильно волны отклоняются от прямолинейного пути, зависит от соотношения между длиной волны $\text{l}$ и характерным размером препятствия $\text{d}$.

Условие, при котором дифракция наблюдается наиболее отчетливо, — это когда длина волны соизмерима с размером препятствия или превышает его, то есть $l \ge d$. В этом случае волны значительно отклоняются от прямолинейного распространения и могут проникать глубоко в область геометрической тени за препятствием.

В случае, указанном в вопросе, когда выполняется условие $d > l$ (размер препятствия больше длины волны), явление дифракции также имеет место. Волны по-прежнему огибают края препятствия. Однако, чем больше размер препятствия по сравнению с длиной волны (т.е. чем больше отношение $d/l$), тем слабее выражена дифракция. Если $d >> l$ (размер препятствия намного больше длины волны), отклонение волн от прямолинейного распространения становится очень малым. За препятствием образуется четкая тень, и для описания распространения волны с высокой точностью можно использовать законы геометрической оптики. Дифракционные эффекты в этом случае проявляются лишь в узкой области на границе тени.

Пример из повседневной жизни: мы отчетливо слышим звук (длина волны от десятков сантиметров до нескольких метров), доносящийся из-за угла здания, так как для звуковых волн размер препятствия (угол здания) соизмерим с длиной волны. В то же время мы не видим, что происходит за углом, потому что длина волны видимого света очень мала (около $5 \cdot 10^{-7}$ м), и для света размер препятствия намного больше длины волны ($d >> l$), поэтому свет распространяется практически прямолинейно.

Ответ: Да, явление дифракции наблюдается и при условии $d > l$. Однако его проявление будет тем слабее, чем больше размер препятствия $\text{d}$ превышает длину волны $\text{l}$. Заметной и существенной дифракция становится при условии, что размеры препятствия сопоставимы с длиной волны или меньше ее ($d \le l$).