Номер 750, страница 114 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Интерференция и дифракция света. Электромагнитная природа света - номер 750, страница 114.

Условие.

750. Почему красный свет рассеивается туманом меньше, чем свет другого цвета?

Решение.

Рассеяние света в среде, такой как туман, зависит от соотношения между размером частиц среды (в данном случае, капель воды) и длиной волны света.

Когда частицы, на которых происходит рассеяние, намного меньше длины волны света (например, молекулы воздуха), наблюдается рэлеевское рассеяние. Его интенсивность обратно пропорциональна четвертой степени длины волны ($I \propto \frac{1}{\lambda^4}$). Это означает, что коротковолновый свет (синий, фиолетовый) рассеивается значительно сильнее, чем длинноволновый (красный). Именно этот эффект объясняет голубой цвет неба.

Однако туман состоит из капель воды, размер которых сопоставим с длиной волны видимого света или превышает ее. В таких условиях доминирует другой тип рассеяния — рассеяние Ми. Хотя зависимость интенсивности рассеяния от длины волны в теории Ми более сложная и не такая резкая, как в теории Рэлея, общая тенденция сохраняется: свет с большей длиной волны рассеивается слабее. Длинные волны лучше "огибают" препятствия, соизмеримые с их длиной.

Красный свет имеет самую большую длину волны в видимом спектре (около 620–760 нм), в то время как синий и зеленый свет имеют более короткие длины волн. Из-за своей большей длины волны красный свет меньше взаимодействует с каплями воды в тумане и, следовательно, меньше рассеивается во все стороны. Свет других цветов с более короткими волнами рассеивается сильнее, из-за чего его интенсивность при прохождении через туман ослабевает быстрее.

По этой причине красный свет проникает сквозь туман дальше, чем свет других цветов. Это свойство используется в противотуманных фарах, стоп-сигналах автомобилей и других предупреждающих огнях, которые должны быть хорошо видны в условиях плохой видимости.

Ответ: Красный свет имеет наибольшую длину волны в видимом спектре. Из-за этого он слабее взаимодействует с каплями воды в тумане и меньше рассеивается по сравнению со светом других цветов (например, синим или зеленым), которые имеют более короткую длину волны. Поэтому красный свет способен проникать сквозь туман на большие расстояния.