Номер 4, страница 240, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 59. Свойства механических волн. Вопросы и задания - номер 4, страница 240.

Условие.

4. При каком соотношении между длиной волны и размерами препятствия дифракция волн проявляется наиболее отчётливо?

Решение.

Дифракция — это явление, заключающееся в огибании волнами препятствий, встречающихся на их пути, или, в более широком смысле, любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Это явление присуще всем видам волн, независимо от их природы.

Степень проявления дифракции и то, насколько сильно волны отклоняются от прямолинейного пути, зависит от соотношения между длиной волны $\lambda$ и характерным размером препятствия $\text{d}$ (например, шириной щели, диаметром отверстия или размером самого препятствия).

Наиболее отчётливо и заметно дифракция проявляется в том случае, когда длина волны соизмерима (то есть близка по значению) с размерами препятствия или превышает их.

Это условие можно записать в виде математического соотношения:

$\lambda \gtrsim d$

Когда это условие выполняется, волны эффективно "загибаются" за края препятствия, проникая в область геометрической тени. Классическим примером являются звуковые волны. Их длина в слышимом диапазоне варьируется от сантиметров до метров, что сопоставимо с размерами дверей, углов зданий и других повседневных объектов. Именно поэтому мы можем слышать разговор людей, находящихся за углом, хотя и не видим их — звук огибает препятствие.

Напротив, если длина волны значительно меньше размеров препятствия ($\lambda \ll d$), то волны распространяются практически по прямой, и за препятствием образуется резкая, чёткая тень. Дифракционные эффекты в этом случае пренебрежимо малы. Например, длина волны видимого света очень мала (400–700 нанометров), поэтому на макроскопических объектах (люди, машины, дома) свет создаёт чёткие тени, и его волновые свойства не проявляются очевидным образом.

Ответ: Дифракция волн проявляется наиболее отчётливо, когда длина волны соизмерима с размерами препятствия или больше их ($\lambda \gtrsim d$).