Номер 5, страница 79 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. Какое явление называют дифракцией?

5. Дифракцией (от лат. diffractus — разломанный, преломлённый) называют совокупность явлений, наблюдаемых при распространении волн в среде с резкими неоднородностями. В более узком и распространённом смысле под дифракцией понимают явление огибания волнами препятствий. Это означает, что волны способны проникать в область геометрической тени, отклоняясь от прямолинейного распространения.

Дифракция является универсальным волновым свойством и присуща любым видам волн, будь то звуковые, световые (электромагнитные), волны на поверхности воды или даже волны вероятности в квантовой механике.

Явление дифракции становится существенным, когда размеры препятствия или отверстия ($\text{d}$) сопоставимы с длиной волны ($\lambda$) или меньше неё. Математически это условие можно выразить как $d \le \lambda$. Если размеры препятствия намного больше длины волны, то отклонение от прямолинейного распространения незначительно, и можно применять законы геометрической оптики (для света) или акустики.

Объяснение дифракции даётся с помощью принципа Гюйгенса–Френеля. Согласно этому принципу, каждая точка фронта волны, достигшей отверстия или края препятствия, становится источником вторичных сферических волн. Эти вторичные волны распространяются во всех направлениях, в том числе и в область геометрической тени. В результате их наложения (интерференции) за препятствием формируется сложная картина распределения амплитуд и интенсивностей — так называемая дифракционная картина, состоящая из чередующихся светлых и тёмных полос (для света) или зон повышенной и пониженной громкости (для звука).

Примеры дифракции:

• Мы можем слышать звук из-за угла дома, потому что длина звуковых волн (от десятков сантиметров до метров) сопоставима с размерами зданий и других препятствий.
• Радужные переливы цвета на поверхности CD или DVD диска вызваны дифракцией белого света на его микроскопической структуре, которая действует как дифракционная решётка.
• Если посмотреть на яркую лампочку сквозь прищуренные веки, можно увидеть световые лучи и радужные узоры — это результат дифракции света на ресницах.

Ответ: Дифракция — это явление огибания волнами препятствий и, в более общем смысле, любое отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн вблизи препятствий. Явление наиболее выражено, когда размер препятствия соизмерим с длиной волны.