Номер 1, страница 178 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Задачи для самостоятельного решения. Параграф 46. Примеры решения задач по теме «Закон прямолинейного распространения света. Законы отражения света». Глава 7. Световые волны - номер 1, страница 178.

Условие.

Задачи для самостоятельного решения

1. «Комната, в которую вступил Иван Иванович, была совершенно темна, потому что ставни были закрыты, и солнечный луч, проходя в дыру, сделанную в ставне, принял радужный цвет и, ударяясь в противоположную стену, рисовал на ней пёстрый ландшафт из крыш, деревьев и развешанного на дворе платья, всё только в обращённом виде» (Н. В. Гоголь. «Повесть о том, как поссорился Иван Иванович с Иваном Никифоровичем»). Объясните это явление.

Решение.

Решение 2.

1. Решение

Описанное в отрывке Н. В. Гоголя явление объясняется двумя фундаментальными физическими принципами: прямолинейным распространением света (раздел геометрической оптики) и волновой природой света (раздел волновой оптики).

Первая часть явления — «пёстрый ландшафт... в обращённом виде» — это результат работы так называемой камеры-обскуры. Темная комната с маленьким отверстием в ставне функционирует как этот простейший оптический прибор. Свет от объектов снаружи распространяется по прямым линиям. Лучи света от каждой точки пейзажа, проходя через отверстие, попадают на противоположную стену. При этом лучи от верхних точек объектов (например, верхушки деревьев) проецируются на нижнюю часть стены, а лучи от нижних точек — на верхнюю. В итоге на стене, как на экране, формируется действительное, уменьшенное и перевёрнутое изображение внешнего мира.

Вторая часть явления — «солнечный луч... принял радужный цвет» — объясняется дифракцией света. Когда свет проходит через очень малое отверстие, соизмеримое с длиной световой волны, он не просто распространяется прямолинейно, а огибает края препятствия. Белый солнечный свет состоит из волн разной длины, которым соответствуют разные цвета радуги. В процессе дифракции волны разной длины отклоняются на разные углы: длинноволновый красный свет отклоняется сильнее, чем коротковолновый фиолетовый. Это приводит к тому, что на краях изображения, проецируемого на стену, белый свет разлагается в спектр, создавая радужную кайму. Именно это красочное явление и подметил писатель.

Ответ: Описанное явление — это эффект камеры-обскуры, обусловленный прямолинейным распространением света, из-за чего на стене тёмной комнаты появляется перевёрнутое изображение пейзажа. «Радужный цвет» луча возникает вследствие дифракции света на малом отверстии, в результате которой белый солнечный свет разлагается в спектр.