Номер 752, страница 114 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Интерференция и дифракция света. Электромагнитная природа света - номер 752, страница 114.

Условие.

752. Почему дифракцию звука можно наблюдать более отчётливо, чем дифракцию света?

Решение.

Дифракция, то есть способность волн огибать препятствия, проявляется наиболее отчётливо, когда длина волны $\lambda$ соизмерима с размерами препятствия $d$ или превышает их ($\lambda \ge d$). Основная причина, по которой дифракция звука наблюдается значительно лучше, чем дифракция света, заключается в огромной разнице их длин волн.

Длина волны звука в воздухе, воспринимаемого человеческим ухом, лежит в диапазоне от нескольких сантиметров до десятков метров. Например, для звука с частотой $f = 100$ Гц и скоростью распространения в воздухе $v \approx 340$ м/с, длина волны составляет $\lambda = v/f \approx 3.4$ м. Такая длина волны сопоставима с размерами обычных препятствий в нашей повседневной жизни, таких как дверные проёмы, углы зданий, деревья. Поэтому звуковые волны легко огибают эти препятствия, и мы можем, например, слышать разговор людей за углом, не видя их.

В то же время, длина волны видимого света очень мала и составляет примерно от 400 до 700 нанометров ($4 \cdot 10^{-7}$ м – $7 \cdot 10^{-7}$ м). Эти значения на много порядков меньше размеров тех же самых повседневных препятствий. Из-за того, что длина световой волны ничтожно мала по сравнению с размерами окружающих нас объектов, дифракция света в обычных условиях практически незаметна, и свет распространяется почти прямолинейно. Чтобы наблюдать дифракцию света, необходимы препятствия или отверстия очень малых размеров, сопоставимых с длиной световой волны (например, узкие щели или дифракционная решётка).

Таким образом, дифракция звука наблюдается более отчётливо, потому что длина звуковых волн соизмерима с размерами встречающихся в быту препятствий, в то время как длина световых волн для этого слишком мала.

Ответ: Дифракция звука наблюдается отчётливее, чем дифракция света, потому что длина звуковой волны (от сантиметров до метров) соизмерима с размерами большинства окружающих нас предметов и препятствий, в то время как длина волны видимого света (сотни нанометров) во много раз меньше этих препятствий, что делает её дифракцию в повседневных условиях практически незаметной.