Номер 20.2, страница 123 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Задачи. Оптика. 20. Волновая оптика - номер 20.2, страница 123.

Условие.

20.2. Радиоволны отражаются от железной крыши зеркально, а свет при отражении от этой же крыши сильно рассеивается. Почему?

Решение.

Решение 2.

Характер отражения электромагнитных волн — зеркальное или диффузное (рассеянное) — определяется соотношением между длиной волны $\lambda$ и размером неровностей $\text{h}$ отражающей поверхности. Поверхность считается гладкой и обеспечивает зеркальное отражение, если размер ее неровностей значительно меньше длины волны ($h \ll \lambda$). Если же размер неровностей сопоставим с длиной волны или больше нее ($h \ge \lambda$), поверхность является шероховатой и вызывает диффузное отражение.

Длина радиоволн ($\lambda_{радио}$) велика и может составлять от нескольких сантиметров до сотен метров. Длина волн видимого света ($\lambda_{свет}$), напротив, очень мала — порядка сотен нанометров (например, $\lambda_{свет} \approx 5 \cdot 10^{-7}$ м).

Поверхность железной крыши, даже если она выглядит относительно гладкой, имеет микронеровности (царапины, шероховатости) размером $\text{h}$ в несколько микрометров ($10^{-6}$ м) и более.

Таким образом, для радиоволн выполняется условие $h \ll \lambda_{радио}$. Для них крыша является оптически гладкой поверхностью, что приводит к зеркальному отражению.

Для света выполняется условие $h \ge \lambda_{свет}$. Поэтому для световых волн та же самая крыша является шероховатой, и свет при отражении от нее сильно рассеивается в разных направлениях.

Ответ: Разница в характере отражения обусловлена огромной разницей в длинах волн. Для длинных радиоволн неровности железной крыши пренебрежимо малы, и поверхность действует как зеркало. Для коротких световых волн те же неровности являются значительными, поэтому поверхность действует как шероховатая и сильно рассеивает свет.