Страница 217 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. В каких случаях приближённо справедливы законы геометрической оптики?

Законы геометрической оптики являются предельным случаем волновой оптики и справедливы тогда, когда волновыми свойствами света (в первую очередь, дифракцией) можно пренебречь.

Дифракция — это явление огибания волнами препятствий. Она становится заметной, когда размеры препятствий или отверстий, через которые проходит свет, сравнимы с его длиной волны. Поэтому главное условие, при котором законы геометрической оптики выполняются с высокой точностью, заключается в следующем: длина волны света $\lambda$ должна быть пренебрежимо мала по сравнению с характерными размерами $\d$ тел, с которыми взаимодействует свет (например, размеры линз, зеркал, отверстий, экранов).

Это условие математически выражается как: $ \lambda \ll d $

Когда это неравенство выполняется, можно считать, что свет распространяется вдоль прямых линий, называемых световыми лучами. Если же размеры препятствий становятся сопоставимы с длиной волны света, то лучевое приближение перестает работать, и для описания явлений необходимо привлекать волновую оптику.

Например, для видимого света ( $\lambda \approx 400-700$ нм) геометрическая оптика отлично описывает прохождение света через обычные линзы, зеркала или окна, размеры которых измеряются в миллиметрах и сантиметрах. Но она неприменима для описания прохождения света через щель шириной в несколько микрометров.

Ответ: Законы геометрической оптики приближённо справедливы в тех случаях, когда длина волны света много меньше характерных размеров препятствий, отверстий и оптических элементов, с которыми свет взаимодействует.