Номер 6.19, страница 35 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.19, страница 35.

Условие.

6.19 Объясните, почему радиоволны огибают здания, а световые волны, также являющиеся электромагнитными, нет.

Решение.

Различие в поведении радиоволн и световых волн при их взаимодействии со зданиями объясняется физическим явлением, которое называется дифракцией. Дифракция — это способность волн огибать препятствия, встречающиеся на их пути. И радиоволны, и свет являются электромагнитными волнами и подвержены дифракции, однако степень ее проявления кардинально различается.

Условием, при котором дифракция наблюдается наиболее отчетливо, является соизмеримость длины волны $ \lambda $ с размерами препятствия $ d $. Явление становится значительным, когда $ \lambda \gtrsim d $.

У радиоволн длина волны достаточно велика: от нескольких метров (например, для FM-радио) до сотен метров и даже километров (для длинноволновых диапазонов). Размеры зданий (десятки метров) сопоставимы с этими длинами волн. Поэтому для радиоволн выполняется условие $ \lambda \approx d $, что приводит к их сильной дифракции. Благодаря этому радиоволны способны "заглядывать" за углы зданий, что позволяет нам слушать радио в плотной городской застройке.

В то же время, длина волны видимого света чрезвычайно мала и находится в диапазоне от 400 до 700 нанометров (то есть $ 4 \cdot 10^{-7} $ м – $ 7 \cdot 10^{-7} $ м). Эта величина на много порядков меньше размеров любого здания. Для световых волн выполняется условие $ \lambda \ll d $. Вследствие этого дифракция света на зданиях пренебрежимо мала, и свет распространяется практически прямолинейно, создавая за препятствием четко очерченную тень.

Ответ: Разница в поведении объясняется дифракцией. Дифракция (способность волн огибать препятствия) заметна только тогда, когда длина волны соизмерима с размерами препятствия. Длина радиоволн (метры) сопоставима с размерами зданий, поэтому они их огибают. Длина световых волн (нанометры) ничтожно мала по сравнению со зданиями, поэтому они не дифрагируют и создают резкую тень.