Номер 5, страница 85 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. При каком условии дифракция наблюдается?

Дифракция — это явление, заключающееся в отклонении волн от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия или огибании краев препятствий. В результате дифракции волны заходят в область геометрической тени.

Основное условие, при котором дифракция наблюдается отчетливо, состоит в том, что размеры препятствия (или отверстия), на котором происходит дифракция, должны быть сопоставимы с длиной волны или меньше нее.

Если обозначить характерный размер препятствия или отверстия как $\text{d}$, а длину волны как $\lambda$, то условие для заметной дифракции можно записать в виде неравенства:

$d \lesssim \lambda$

Чем лучше выполняется это условие, то есть чем меньше размер препятствия по сравнению с длиной волны, тем более выражены дифракционные эффекты.

В противном случае, когда размеры препятствия значительно больше длины волны ($d \gg \lambda$), волны распространяются практически прямолинейно, и явление дифракции почти незаметно. В этой ситуации применимы законы геометрической оптики, предсказывающие образование резких теней.

Например, звуковые волны имеют большую длину (от сантиметров до метров), поэтому они легко огибают препятствия вроде углов зданий или деревьев. Именно благодаря дифракции мы можем слышать звук из-за угла, даже не видя его источника.

В то же время световые волны имеют очень короткую длину (400–700 нанометров). Поэтому для наблюдения их дифракции требуются препятствия очень малых размеров, сопоставимых с этой длиной волны, например, узкие щели, отверстия или дифракционные решетки. В обычных условиях, когда свет падает на крупные предметы, дифракция практически незаметна, и свет распространяется прямолинейно, образуя четкие тени.

Ответ: Дифракция наблюдается, когда размеры препятствия или отверстия сопоставимы с длиной волны или меньше неё ($d \lesssim \lambda$).