Задание, страница 200 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание

1. Распределите перечисленные явления в три группы:

а) явления, в которых свет проявляется как электромагнитная волна;

б) явления, которые легко объяснить, предположив, что свет — поток частиц;

в) явления, которые легко объяснить с любой точки зрения: свет — поток частиц, свет — электромагнитная волна.

Отражение света, преломление, распространение, поляризация, интерференция, давление света, дифракция, поглощение, фотосинтез, фотографирование, дисперсия, наблюдение сплошных и линейчатых спектров, фотоэффект, люминесценция.

2. Дайте обоснование вашему распределению.

1. а) явления, в которых свет проявляется как электромагнитная волна: интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия.
б) явления, которые легко объяснить, предположив, что свет — поток частиц: фотоэффект, поглощение, люминесценция, фотосинтез, фотографирование, наблюдение сплошных и линейчатых спектров.
в) явления, которые легко объяснить с любой точки зрения: свет — поток частиц, свет — электромагнитная волна: отражение света, преломление, распространение, давление света.

Ответ: Явления распределены по трем группам: а) чисто волновые явления, б) явления, доказывающие корпускулярную природу света, в) явления, которые можно описать в рамках обеих моделей.

2. Обоснование данного распределения базируется на принципе корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому свет обладает одновременно свойствами и волны, и потока частиц (фотонов), которые проявляются в разных физических явлениях.
Группа а) включает явления, которые служат неоспоримым доказательством волновой природы света. Интерференция (усиление или ослабление волн при их наложении) и дифракция (огибание волнами препятствий) являются фундаментальными свойствами волн и не могут быть объяснены в рамках модели света как потока классических частиц. Поляризация (упорядочивание вектора напряженности электрического поля в пространстве) доказывает, что световые волны являются поперечными, что также является исключительно волновым свойством. Дисперсия (зависимость показателя преломления среды от частоты света) объясняется в рамках электромагнитной теории взаимодействием световой волны с атомами вещества.
Группа б) объединяет явления, которые демонстрируют квантовую (корпускулярную) природу света. В этих процессах свет взаимодействует с веществом в виде дискретных порций энергии — квантов (фотонов).
Фотоэффект — выбивание электронов из вещества под действием света. Его закономерности объясняются только тем, что каждый электрон поглощает один фотон, энергия которого зависит от частоты света: $E = h\nu$.
Поглощение и испускание света атомами (что приводит к линейчатым спектрам), а также люминесценция, происходят при квантовых скачках электронов между дискретными энергетическими уровнями в атомах. Каждый такой переход сопровождается поглощением или испусканием одного фотона строго определенной энергии.
Фотосинтез и фотографирование — это сложные фотохимические процессы, которые запускаются энергией, поглощенной от отдельных фотонов.
Группа в) содержит явления, которые можно одинаково успешно описать как с волновой, так и с корпускулярной точки зрения. Прямолинейное распространение света, а также законы его отражения и преломления лежат в основе геометрической оптики. Их можно вывести как из волнового принципа Гюйгенса, так и из представлений о свете как о потоке частиц. Давление света также имеет двойное объяснение: с одной стороны, это давление, которое оказывает электромагнитная волна, а с другой — результат передачи импульса фотонами при их столкновении с поверхностью.

Ответ: Распределение основано на принципе корпускулярно-волнового дуализма: явления группы (а) подтверждают волновую теорию света, явления группы (б) — корпускулярную, а явления группы (в) могут быть объяснены в рамках обеих теорий.