Номер 5, страница 114 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. При каких условиях наблюдаются максимум и минимум освещенности?

Максимум освещенности

Максимум освещенности наблюдается в результате конструктивной интерференции света. Это происходит, когда в некоторую точку пространства приходят две или более когерентные световые волны, которые усиливают друг друга. Когерентными называются волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз.

Условием максимума (усиления света) является то, что оптическая разность хода $Δd$ между волнами, приходящими в эту точку, равна целому числу длин волн $λ$ в вакууме:

$Δd = kλ$, где $\text{k}$ — целое число ($k = 0, ±1, ±2, ...$).

Это условие также можно сформулировать так: оптическая разность хода должна быть равна четному числу длин полуволн:

$Δd = 2k \frac{λ}{2}$

При выполнении данного условия фазы колебаний световых волн в рассматриваемой точке совпадают. В результате их амплитуды складываются, что приводит к максимальной итоговой амплитуде колебаний и, соответственно, максимальной интенсивности (освещенности).

Ответ: Максимум освещенности наблюдается в точках пространства, для которых оптическая разность хода двух когерентных волн равна целому числу длин волн.

Минимум освещенности

Минимум освещенности наблюдается в результате деструктивной интерференции света. Это происходит, когда когерентные световые волны, приходящие в точку, ослабляют или полностью гасят друг друга.

Условием минимума (ослабления света) является то, что оптическая разность хода $Δd$ между волнами равна нечетному числу длин полуволн $λ/2$:

$Δd = (2k + 1) \frac{λ}{2}$, где $\text{k}$ — целое число ($k = 0, ±1, ±2, ...$).

При выполнении этого условия волны приходят в точку в противофазе, то есть колебания происходят в противоположных направлениях. В результате их амплитуды вычитаются. Это приводит к минимальной (в идеальном случае, при равенстве амплитуд, — нулевой) итоговой амплитуде колебаний и, соответственно, минимальной интенсивности (освещенности).

Ответ: Минимум освещенности наблюдается в точках пространства, для которых оптическая разность хода двух когерентных волн равна нечетному числу полуволн.