ΣΤ΄ ΤΑΞΗ - ΦΥΣΙΚΗ - ΦΩΣ
Φ.Ε. 1: Διάθλαση του φωτός
( ΣΗΜΕΙΩΣΗ:
Από τον Δεκέμβριο του 2020, για λόγους ασφαλείας οι browsers έχουν σταματήσει να υποστηρίζουν εφαρμογές τύπου flash [είναι αυτές που έχουν επέκταση ".swf"].
Όσες τέτοιες εφαρμογές όμως υπάρχουν σε αυτό το site, είναι εκπαιδευτικού περιεχομένου και απολύτως ασφαλείς.
Για να μπορείτε λοιπόν να βλέπετε τις εφαρμογές flash που υπάρχουν σ' αυτή την σελίδα (αλλά και στο site μας γενικά) πρέπει να τις αποθηκεύετε στον υπολογιστή σας και να τις βλέπετε μέσα από κάποιο δικό σας τρόπο αναπαραγωγής τέτοιων εφαρμογών.
Αν δεν έχετε κάτι δικό σας, μπορείτε να χρησιμοποιείτε το αρχείο της Adobe: flashplayer_32_sa_debug.exe (κλικ στο όνομα του αρχείου για να το κατεβάσετε στον υπολογιστή σας).
Είναι αρχείο που δεν θέλει εγκατάσταση. Απλώς το κατεβάζετε στον υπολογιστή σας και το αποθηκεύετε.
Όταν θέλετε να αναπαραγάγετε μια εφαρμογή flash:
Ανοίγετε το αρχείο flashplayer_32_sa_debug.exe και με drag and drop και “σέρνετε” μέσα την εφαρμογή flash.
Όσοι έχετε άλλα λειτουργικά συστήματα, μπείτε στην ιστοσελίδα της ADOBE, επιλέξτε το λειτουργικό σας και κάντε κλικ εκεί που λέει (στο πάνω μέρος): "Download the Flash Player projector content debugger". )
Από την Ε΄ τάξη έχουμε μάθει για την ανάκλαση (όταν οι ακτίνες του φωτός προσπίπτουν σε λείες και γυαλιστερές επιφάνειες) και την διάχυση (όταν οι ακτίνες προσπίπτουν σε ανώμαλες - τραχιές επιφάνειες) του φωτός (ΚΛΙΚ ΕΔΩ!).
Ας δούμε τώρα και την διάθλαση:
Ας δούμε τώρα και την διάθλαση:
(Digitalzoot)
Τι είναι η Διάθλαση;
Έχουμε μάθει πως το φως πιάνει το 0-300.000 χμ. σε 1 δευτερόλεπτο...
Από εκεί και μετά τρέχει με σταθερή ταχύτητα 300.000 χμ. το δευτερόλεπτο, ή 300.000.000 μέτρα το δευτερόλεπτο (άντε, καλά... λέμε και κανένα ψεματάκι... Πηγαίνει λίγο πιο αργά: 299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο...).
Αυτή την ταχύτητα όμως την πετυχαίνει στο απόλυτο κενό. Μέσα στην ατμόσφαιρα, "χτυπάει" πάνω στα μόρια του αέρα και χαμηλώνει η ταχύτητά του.
Ακόμη πιο αργά πηγαίνει μέσα από το νερό (επειδή το νερό έχει πολύ περισσότερα μόρια από τον αέρα, τα οποία εμποδίζουν περισσότερο την ταχύτητά του) ή από το γυαλί (που έχει ακόμη περισσότερα μόρια, που δυσκολεύουν ακόμη περισσότερο την ταχύτητα του φωτός).
Έτσι, λοιπόν, καθώς το φως "τρέχει", όταν περνά μέσα από διαφανή ή ημιδιαφανή αντικείμενα (υγρά, γυαλί, κλπ.), που είναι πιο πυκνά απ' ό,τι ο αέρας, αναγκάζεται να πάει πιο αργά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να αλλάζει λίγο την κατεύθυνσή του, άρα και να δείχνει τα αντικείμενα κάπως παραμορφωμένα, όπως το καλαμάκι στο ποτήρι πιο πάνω.
Αυτή η αλλαγή πορείας των φωτεινών ακτινών, καθώς περνούν μέσα από διαφορετικά σώματα, λέγεται ΔΙΑΘΛΑΣΗ.
Από εκεί και μετά τρέχει με σταθερή ταχύτητα 300.000 χμ. το δευτερόλεπτο, ή 300.000.000 μέτρα το δευτερόλεπτο (άντε, καλά... λέμε και κανένα ψεματάκι... Πηγαίνει λίγο πιο αργά: 299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο...).
Αυτή την ταχύτητα όμως την πετυχαίνει στο απόλυτο κενό. Μέσα στην ατμόσφαιρα, "χτυπάει" πάνω στα μόρια του αέρα και χαμηλώνει η ταχύτητά του.
Ακόμη πιο αργά πηγαίνει μέσα από το νερό (επειδή το νερό έχει πολύ περισσότερα μόρια από τον αέρα, τα οποία εμποδίζουν περισσότερο την ταχύτητά του) ή από το γυαλί (που έχει ακόμη περισσότερα μόρια, που δυσκολεύουν ακόμη περισσότερο την ταχύτητα του φωτός).
Έτσι, λοιπόν, καθώς το φως "τρέχει", όταν περνά μέσα από διαφανή ή ημιδιαφανή αντικείμενα (υγρά, γυαλί, κλπ.), που είναι πιο πυκνά απ' ό,τι ο αέρας, αναγκάζεται να πάει πιο αργά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να αλλάζει λίγο την κατεύθυνσή του, άρα και να δείχνει τα αντικείμενα κάπως παραμορφωμένα, όπως το καλαμάκι στο ποτήρι πιο πάνω.
Αυτή η αλλαγή πορείας των φωτεινών ακτινών, καθώς περνούν μέσα από διαφορετικά σώματα, λέγεται ΔΙΑΘΛΑΣΗ.
Ας το εξηγήσουμε λίγο πιο αναλυτικά
Εμείς βλέπουμε το καλαμάκι επειδή οι φωτεινές ακτίνες που προσπίπτουν (πέφτουν, χτυπούν) πάνω του, ανακλώνται (και) προς το μάτι μας.
Το φως που ανακλάται όμως από το μέρος του καλαμακίου (sic) που βρίσκεται έξω από το ποτήρι, έρχεται στο μάτι μας κάπως γρηγορότερα απ' ό,τι το φως που ανακλάται στο μέρος του καλαμακίου (είπαμε, sic!) που βρίσκεται μέσα στο ποτήρι (αφού πρέπει να περάσει και μια ποσότητα νερού μέχρι να φτάσει στο μάτι μας).
Το φως που ανακλάται όμως από το μέρος του καλαμακίου (sic) που βρίσκεται έξω από το ποτήρι, έρχεται στο μάτι μας κάπως γρηγορότερα απ' ό,τι το φως που ανακλάται στο μέρος του καλαμακίου (είπαμε, sic!) που βρίσκεται μέσα στο ποτήρι (αφού πρέπει να περάσει και μια ποσότητα νερού μέχρι να φτάσει στο μάτι μας).
Ας το δούμε στην παραπάνω εικόνα:
Το φως που πέφτει πάνω στο καλαμάκι ανακλάται, κάποιες από τις ανακλάσεις πηγαίνουν στο μάτι της κυρίας, και έτσι βλέπει αυτή το καλαμάκι.
Το φως που ανακλάται από το μέρος του καλαμακίου (είπαμε, sic! μην το ξαναλέμε!) που βρίσκεται έξω από το νερό, για να φτάσει στα μάτια της κυρίας πρέπει να διανύσει την απόσταση ΒΑ.
Θα το κάνει τρέχοντας με μια ταχύτητα 300.000 χμ. το δευτερόλεπτο.
Το φως που ανακλάται στο καλαμάκι που βρίσκεται μέσα στο νερό πρέπει να διανύσει την απόσταση ΔΑ για να φτάσει στο μάτι της κυρίας.
Όμως την απόσταση ΔΓ θα την διανύσει μέσα στο νερό, όπου θα αναγκαστεί να τρέξει με μικρότερη ταχύτητα (αφού είπαμε πως εμποδίζεται από τα πολύ περισσότερα μόρια που έχει το νερό), ας πούμε με περίπου 225.000 χμ το δευτερόλεπτο.
Έτσι, οι ακτίνες που ξεκινούν από το σημείο Δ (μέσα στο νερό δηλαδή) θα φτάσουν κάπως αργότερα στο μάτι της κυρίας απ' ό,τι οι ακτίνες που ξεκινούν από το σημείο Β.
Πόσο αργότερα; Κάποια ελάχιστα χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Αυτή η χρονική διαφορά είναι απείρως απειροελάχιστη.
Ο εγκέφαλός μας όμως έχει τόσο γρήγορη επεξεργαστική ισχύ που την καταλαβαίνει.
Ταυτόχρονα, όμως, επειδή δεν ξέρει φυσική και δεν γνωρίζει τις διαφορετικές ταχύτητες του φωτός, υποθέτει πως αφού η ακτίνα από το σημείο Δ φτάνει στην κυρία πιο αργά από όσο φτάνει η ακτίνα από το σημείο Β, αναγκαστικά η περιοχή ΔΓ θα πρέπει να βρίσκεται λίγο πιο πέρα από το σημείο Β.
Άρα, με την λογική του και μόνο, ο εγκέφαλός μας τοποθετεί το καλαμάκι που βρίσκεται μέσα στο νερό σε διαφορετικό σημείο από το καλαμάκι που βρίσκεται έξω από το νερό.
Και επειδή εμείς, ως γνωστόν, βλέπουμε ό,τι ορίζει ο εγκέφαλός μας να δούμε, γι' αυτό βλέπουμε αυτό το "σπάσιμο" που κάνει το καλαμάκι.
Το ψάρεμα των πουλιών και η διάθλαση
Από την στιγμή που τα ψάρια, που βρίσκονται μέσα στο νερό, φαίνονται λόγω της διάθλασης λίγο ψηλότερα απ' όσο βρίσκονται στην πραγματικότερα, για φανταστείτε τι πολύπλοκους υπολογισμούς κάνει ο εγκέφαλος των πουλιών όταν αυτά εφορμούν σε ευθεία γραμμή και τα πιάνουν με το ράμφος τους από ψηλά!...
Δοκιμάζουμε διαδραστικά την διάθλαση - 1
Δοκιμάζουμε διαδραστικά την διάθλαση - 2
(εφαρμογή flash)
(Πηγή: interactagram.com)
Η διάθλαση, σε βίντεο
Δείτε την γωνία με την οποίαν απομακρύνεται η φωτεινή δέσμη καθώς πέφτει πάνω σε έναν συγκλίνοντα φακό.
(youtu.be/NAaHPRsveJk)
Συγκλίνοντες και αποκλίνοντες φακοί
Συγκλίνων φακός: Οι παράλληλες φωτεινές δέσμες συγκλίνουν (ενώνονται σ' ένα σημείο)
("Φυσική και Φωτογραφία")
("Φυσική και Φωτογραφία")
Αποκλίνων φακός: Οι παράλληλες φωτεινές δέσμες αποκλίνουν (απομακρύνονται)
("Φυσική και Φωτογραφία")
("Φυσική και Φωτογραφία")
Οι συγκλίνοντες φακοί είναι φακοί λεπτότεροι στα άκρα τους και παχύτεροι στο μέσον.
Οι αποκλίνοντες φακοί είναι το αντίθετο: παχύτεροι στα άκρα τους και λεπτότεροι στο μέσον.
Όταν μία φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της έναν συγκλίνοντα φακό, οι ακτίνες της συγκλίνουν προς ένα σημείο (αλλάζουν πορεία δηλαδή όλες για να ενωθούν σε ένα σημείο).
Αντίθετα, όταν μία φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της έναν αποκλίνοντα φακό, οι ακτίνες της αποκλίνουν, δηλαδή απομακρύνονται η μία από την άλλη.
Οι αποκλίνοντες φακοί είναι το αντίθετο: παχύτεροι στα άκρα τους και λεπτότεροι στο μέσον.
Όταν μία φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της έναν συγκλίνοντα φακό, οι ακτίνες της συγκλίνουν προς ένα σημείο (αλλάζουν πορεία δηλαδή όλες για να ενωθούν σε ένα σημείο).
Αντίθετα, όταν μία φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της έναν αποκλίνοντα φακό, οι ακτίνες της αποκλίνουν, δηλαδή απομακρύνονται η μία από την άλλη.
Είδη φακών
Οι φακοί στην καθημερινή μας ζωή
Οι εικόνες προφανώς αρκούν, για να δείξουν την μεγάλη σημασία που έχουν οι διαφόρων ειδών φακοί στην ζωή μας...
Παιχνίδια με την διάθλαση:
Το αόρατο ποτήρι!
Κατά σύμπτωση, το ηλιέλαιο και το γυαλί έχουν ίδιο δείκτη διάθλασης (πρακτικά αυτό σημαίνει πως μία φωτεινή δέσμη που περνάει μέσα από τα δύο αυτά υλικά, συμπεριφέρεται σαν να περνάει μέσα από το ίδιο υλικό.
Ακόμη πιο πρακτικά, αυτό σημαίνει πως αν βάλουμε ένα μικρό γυάλινο ποτήρι μέσα σε ένα μεγαλύτερο γυάλινο που το γεμίσουμε με ηλιέλαιο, το μικρό ποτήρι θα εξαφανιστεί. Δεν θα φαίνεται!
Δείτε το ψηφιακά, από βίντεο (προσεκτικά, όμως, μην γίνει κανένα ατύχημα και γεμίσουμε λάδια το site...)
Ακόμη πιο πρακτικά, αυτό σημαίνει πως αν βάλουμε ένα μικρό γυάλινο ποτήρι μέσα σε ένα μεγαλύτερο γυάλινο που το γεμίσουμε με ηλιέλαιο, το μικρό ποτήρι θα εξαφανιστεί. Δεν θα φαίνεται!
Δείτε το ψηφιακά, από βίντεο (προσεκτικά, όμως, μην γίνει κανένα ατύχημα και γεμίσουμε λάδια το site...)
(youtu.be/8-tXI2IaSsk)