Номер 749, страница 114 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Интерференция и дифракция света. Электромагнитная природа света - номер 749, страница 114.

Условие.

749. Почему радиоволны огибают здания, а световые волны, также являющиеся электромагнитными, нет?

Решение.

Решение

И радиоволны, и световые волны являются электромагнитными волнами и для них характерно явление дифракции — способности волн огибать препятствия. Однако степень проявления дифракции зависит от соотношения между длиной волны $ \lambda $ и размером препятствия $d$. Дифракция заметна, когда длина волны соизмерима с размерами препятствия или больше их, то есть выполняется условие $ \lambda \gtrsim d $.

Рассмотрим оба случая:

1. Радиоволны. Длины радиоволн лежат в очень широком диапазоне, от миллиметров до километров. Например, для радиовещания в FM-диапазоне используются волны длиной около 3 метров, а в AM-диапазоне — сотни метров. Размеры зданий составляют десятки метров. Таким образом, для радиоволн длина волны $ \lambda_{радио} $ сравнима с размерами здания $ d_{здания} $. Условие $ \lambda_{радио} \approx d_{здания} $ выполняется, поэтому радиоволны эффективно огибают здания, и мы можем слушать радио даже не находясь в прямой видимости от передающей станции.

2. Световые волны. Видимый свет — это электромагнитные волны с очень малой длиной волны: от 400 нм ($4 \cdot 10^{-7}$ м) до 700 нм ($7 \cdot 10^{-7}$ м). Эти длины волн на много порядков меньше размеров зданий ($d_{здания} \sim 10-100$ м). Для света условие дифракции не выполняется, так как $ \lambda_{света} \ll d_{здания} $. Из-за этого свет распространяется практически прямолинейно, и за зданием образуется резкая тень. Явление дифракции света на таком крупном объекте, как здание, настолько незначительно, что его невозможно заметить невооруженным глазом.

Таким образом, различие в поведении радиоволн и световых волн при встрече со зданием объясняется колоссальной разницей в их длинах волн.

Ответ: Радиоволны огибают здания, потому что их длина волны соизмерима с размерами зданий, что является условием для заметной дифракции. Длина световых волн на много порядков меньше размеров зданий, поэтому дифракция света на таких препятствиях пренебрежимо мала, и свет распространяется практически прямолинейно, образуя тень.