Номер 25.37, страница 123 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 25. Прямолинейное распространение света - номер 25.37, страница 123.

Условие.

25.37. Влияет ли на распространение светового пучка в пространстве наличие других пересекающих его пучков света?

Решение.

В подавляющем большинстве случаев, рассматриваемых в рамках классической оптики, световые пучки не влияют на распространение друг друга. Это утверждение является одним из фундаментальных положений оптики и известно как принцип независимого распространения света. Он является следствием более общего принципа суперпозиции для волн.

Согласно этому принципу, если в пространстве пересекаются два или несколько световых пучков, то они проходят сквозь друг друга, не оказывая никакого влияния на дальнейшее распространение каждого из них. После прохождения области пересечения каждый пучок продолжает двигаться по своей траектории так, как будто других пучков и не было. Его характеристики, такие как направление, частота (цвет), поляризация и интенсивность, остаются неизменными.

Это явление можно объяснить с точки зрения волновой природы света. Свет — это электромагнитная волна, и для него справедлив принцип суперпозиции: в любой точке пространства, где пересекаются волны, результирующее колебание (напряженность электрического и магнитного полей) равно векторной сумме колебаний, создаваемых каждой волной в отдельности. Важно, что сами волны при этом не изменяют друг друга и после взаимодействия продолжают распространяться независимо.

С точки зрения квантовой теории, свет состоит из фотонов. Фотоны являются электрически нейтральными частицами (бозонами) и в вакууме напрямую друг с другом не взаимодействуют. Уравнения Максвелла, описывающие электромагнитные поля в вакууме, являются линейными, что и отражает отсутствие взаимодействия световых волн.

Наглядным подтверждением этого принципа служит наш повседневный опыт. Мы можем одновременно видеть множество предметов в комнате. Лучи света от каждого из них идут к нашим глазам, многократно пересекаясь в пространстве. Если бы лучи влияли друг на друга, мы бы видели искаженную и смазанную картину мира, а не четкие изображения отдельных объектов.

Исключения из этого правила существуют, но они проявляются лишь в экстремальных условиях, выходящих за рамки стандартного курса физики:

• В нелинейных средах: При очень высокой интенсивности света (например, в мощных лазерных пучках) оптические свойства среды (например, показатель преломления) могут изменяться под действием света. В такой среде один световой пучок может влиять на распространение другого.
• Квантовые эффекты: В квантовой электродинамике предсказывается возможность рассеяния света на свете (взаимодействие фотон-фотон), но вероятность такого процесса ничтожно мала и он может быть зафиксирован только при сверхвысоких энергиях (например, для гамма-квантов).

Таким образом, для всех практических приложений и в рамках линейной оптики можно считать, что световые пучки распространяются независимо друг от друга.

Ответ: Нет, в обычных условиях наличие других пересекающих световых пучков не влияет на распространение данного светового пучка. Световые пучки проходят сквозь друг друга, не изменяя своих характеристик и направления распространения, что является следствием принципа независимого распространения света (принципа суперпозиции).