Номер 747, страница 113 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Интерференция и дифракция света. Электромагнитная природа света - номер 747, страница 113.

Условие.

747. Какое явление не позволяет разглядеть в микроскоп частицы размером 0,3 мкм?

Решение.

Решение

Явление, которое не позволяет разглядеть в оптический микроскоп частицы размером 0,3 мкм, — это дифракция света.

Способность оптического прибора различать мелкие детали объекта называется его разрешающей способностью. Предел разрешения любого оптического микроскопа ограничен из-за волновой природы света. Когда свет проходит через объектив и взаимодействует с объектом, световые волны огибают препятствия, сопоставимые по размеру с длиной волны света. Это явление и есть дифракция.

В результате дифракции изображение даже точечного источника света не является точкой, а представляет собой размытое пятно (так называемый диск Эйри). Если размеры объекта или расстояние между его деталями становятся сравнимы с размером этого пятна, то изображение сливается и становится неразличимым.

Минимальное разрешаемое расстояние ($d$) в микроскопе определяется формулой Аббе:
$d = \frac{\lambda}{2 \cdot NA}$
где $\lambda$ — длина волны света, а $NA$ — числовая апертура объектива.

Длина волны видимого света находится в диапазоне от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (красный). Размер частицы, указанный в задаче, составляет 0,3 мкм = 300 нм. Этот размер сопоставим с длиной волны видимого света и даже меньше длины волны для большинства цветов спектра (например, для зелёного света $\lambda \approx 550$ нм).

Теоретический предел разрешения для лучших оптических микроскопов составляет около 200 нм (0,2 мкм), что достигается при использовании коротковолнового света и иммерсионных объективов с высокой числовой апертурой. Размер частицы 300 нм (0,3 мкм) находится на самой границе разрешающей способности большинства высококачественных микроскопов. Из-за сильного влияния дифракции на объектах такого размера сформировать их чёткое, детальное изображение невозможно.

Ответ: Дифракция света.