Κεφ. 3: ΟΠΤΙΚΗ

3.2 Πώς διαδίδεται το φως;

Άσκηση 6

Στο σχήμα (α) να σχεδιάσετε ...

Ωραία άσκηση, δεν υπάρχει όμως το σχήμα!

Επίσης, επειδή η άσκηση 6 είναι πολύ πιο εύκολη από την άσκηση 3, πρέπει να ανταλλάξουν θέσεις.

Στην αρχή της σελίδας

3.3 Η ταχύτητα του φωτός : Παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας

Δείτε και αυτό

Μέτρηση της ταχύτητας του φωτός

... Ο Ρόιμερ εκτέλεσε ακριβείς παρατηρήσεις του χρόνου διάρκειας της έκλειψης ενός δορυφόρου του πλανήτη Δία, της Ιούς. Διαπίστωσε ότι η διάρκεια της έκλειψης είναι μεγαλύτερη όταν η γη βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση από το Δία. ...

Ο Ρέμερ δε μέτρησε το χρόνο διάρκειας της έκλειψης της Ιούς, αλλά το χρόνο μεταξύ δύο διαδοχικών εκλείψεων της Ιούς, δηλαδή την περίοδο της περιφοράς της γύρω από τον Δία. Ούτε ο Ρέμερ διαπίστωσε ότι η διάρκεια της έκλειψης είναι μεγαλύτερη, όταν η Γη βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση από τον Δία. Αυτό που διαπίστωσε είναι ότι η περίοδος της περιφοράς του δορυφόρου είναι λίγο μεγαλύτερη, όταν η Γη απομακρύνεται από το Δία.

Ο Δανός Όλαφ Ρέμερ (Olaf Roemer) το 1676 έδειξε ότι το φως κινείται με μια ορισμένη ταχύτητα, παρατηρώντας τις εκλείψεις ενός από τους δορυφόρους του Δία, της Ιούς. Ο χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών εκλείψεων είναι ίσος με την περίοδο της περιφοράς του δορυφόρου. Όμως οι περίοδοι δεν ήταν σταθερές. Φαίνονταν λίγο μεγαλύτερες όταν η Γη, στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο, απομακρυνόταν από τον Δία και λίγο μικρότερες όταν πλησίαζε. Όταν η Γη απομακρύνεται, το τελευταίο φως, που εκπέμπεται από το δορυφόρο πριν μπει στη σκιά του Δία, χρειάζεται λίγο μεγαλύτερο χρόνο για να φτάσει στη Γη από ότι στην προηγούμενη έκλειψη. Ο Ρέμερ υπολόγισε τη συνολική καθυστέρηση στην έναρξη της έκλειψης, όταν η Γη βρισκόταν στη μεγαλύτερη απόσταση από τον Δία, σε σχέση με την έναρξη της έκλειψης που είχε γίνει, όταν η Γη βρισκόταν στην μικρότερη απόσταση από τον Δία. Η καθυστέρηση αυτή είναι ίση με το χρόνο, που χρειάζεται το φως, για να διατρέξει τη διάμετρο της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο. Ο Ρέμερ υπολόγισε λανθασμένα το χρόνο αυτό σε 22 λεπτά, αλλά και η διάμετρος της Γης δεν ήταν τότε γνωστή με ακρίβεια. Έτσι η ταχύτητα του φωτός υπολογίσθηκε σε 230.000 Km/s.

Επόμενες μετρήσεις έδειξαν ότι ο χρόνος για να διατρέξει το φως τη διάμετρο της τροχιάς της Γης είναι 993s. Η μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο είναι 149×106Km. Επομένως, βρίσκουμε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι 300.000 Km/s.

Στην εικόνα που συνοδεύει το κείμενο υπάρχει ένα περίεργο διάχυτο φως. Σε τι λανθασμένες αντιλήψεις θα μπορούσε να οδηγηθεί ένας μαθητής, αν έκανε το λάθος να δει αυτή την εικόνα; 

Δες “ΦΥΣΙΚΗ PSSC” σελ. 381-382.

Το σημαντικότερο επίγειο πείραμα μέτρησης της ταχύτητας του φωτός εκτέλεσαν το 1881 ο Μάικελσον και ο Μόρλεϋ. Οι δυο φυσικοί διαπίστωσαν ότι κάθε δευτερόλεπτο το φως διαδίδεται περίπου κατά 300.000 χιλιόμετρα.

Ο Μάικελσον μέτρησε με μεγάλη ακρίβεια την ταχύτητα του φωτός με ένα πείραμα που πραγματοποίησε στην ύπαιθρο. Όμως, σ’ αυτό το πείραμα δε συνεργάστηκε με τον Μόρλεϋ.

Ο Μάικελσον συνεργάστηκε με τον Μόρλεϋ, το 1887 και όχι το 1881. Πραγματοποίησαν μαζί ένα σημαντικό πείραμα, για να μετρήσουν την ταχύτητα με την οποία κινείται η Γη ως προς τον αιθέρα. Αλλά αυτό το πείραμα δεν περιλάμβανε τη μέτρηση της ταχύτητας του φωτός, όπως ισχυρίζονται οι συγγραφείς.

Βιβλιογραφία:

“ΦΥΣΙΚΗ για ποιητές” του Robert March, σελ. 111-122

Στην αρχή της σελίδας

3.5 Το φως μέσα στην ύλη: διάθλαση

β) ... (όπως όταν περνά από τον αέρα στο νερό) τότε η γωνία διάθλασης είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης (Εικ. 3.31).

Όμως, στην εικόνα 3.31 το φως δεν περνά από τον αέρα στο νερό και η γωνία διάθλασης είναι μεγαλύτερη από τη γωνία πρόσπτωσης. Οι συγγραφείς θα έπρεπε να παραπέμπουν σε μια εικόνα παρόμοια με την 3.35. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι πρόκειται για την πρώτη προσέγγιση των μαθητών με το φαινόμενο της διάθλασης.

Παγίδευση του φωτός: ολική ανάκλαση

... και ανακλάται πίσω στο γυαλί: το φως παγιδεύεται.

Όχι δεν παγιδεύεται, απλά δεν εξέρχεται από αυτό το σημείο. Το φως εξέρχεται από κάποιο άλλο σημείο, όπως δείχνει και η εικόνα 3.38.

Είναι λάθος να ερμηνεύεται η ολική ανάκλαση ως παγίδευση του φωτός.

Αντικατοπτρισμός

Πώς δημιουργείται η ψευδαίσθηση της ανάκλασης;

Δεν πρόκειται για ψευδαίσθηση. Το φως υφίσταται ολική ανάκλαση. Η μόνη ψευδαίσθηση είναι το νερό, που φαίνεται να λιμνάζει στο έδαφος.

Η σωστή ερώτηση είναι: “Πώς δημιουργείται ο αντικατοπτρισμός;”.

Το φως ακολουθεί τη διαδρομή με τον ελάχιστο χρόνο και φαίνεται σαν να ανακλάται πάνω στο έδαφος.

Η πρόταση δεν εξηγεί πώς συμβαίνει ο αντικατοπτρισμός. Αντί αυτής της πρότασης θα έπρεπε να αναφέρονται τα εξής:

φως που έρχεται από τον ουρανό εισέρχεται σε στρώματα του αέρα όλο και μεγαλύτερης θερμοκρασίας και διαθλάται συνεχώς. Η γωνία πρόσπτωσης αυξάνεται έως ότου γίνει μεγαλύτερη της οριακής. Τότε το φως υφίσταται ολική ανάκλαση. Εξαιτίας της ολικής ανάκλασης βλέπουμε το είδωλο του ουρανού στο δρόμο, το οποίο μας δημιουργεί την εντύπωση νερού που λιμνάζει στο έδαφος.

Όλα αυτά πρέπει να συνοδεύονται και με το κατάλληλο σχήμα.

Όμως, το θέμα του αντικατοπτρισμού είναι ένα θέμα αρκετά δύσκολο για μαθητές της Β΄ Γυμνασίου. Θα έπρεπε, λοιπόν, να είναι θέμα για πρόσθετη μελέτη.

Άσκηση 3

Είχα δώσει την άσκηση 3 στους μαθητές μου και η έκπληξή μου ήταν μεγάλη, όταν είδα ότι κανείς δεν είχε σχηματίσει το είδωλο του νομίσματος στην ίδια κατακόρυφο με το νόμισμα. Οι μαθητές είχαν προσεκτικά προεκτείνει τις διαθλώμενες ακτίνες με το χάρακα. Τότε κατάλαβα ότι το σφάλμα βρίσκεται στο σχήμα του βιβλίου: οι διαθλώμενες ακτίνες έχουν σχεδιαστεί στην τύχη!

Αλλά και στις εικόνες 3.32 και 3.33 οι διαθλώμενες ακτίνες δεν έχουν σχεδιαστεί σωστά. Οι πράσινες γραμμές σ’ αυτές τις εικόνες δεν είναι οι προεκτάσεις των διαθλώμενων ακτινών, όπως διαπιστώνει κανείς αν χρησιμοποιήσει ένα χάρακα.

Άσκηση 6

...Δίνεται ότι: α)η ΑΑ΄ είναι η κάθετη στη διαχωριστική επιφάνεια β) η γωνία ΓΝΑ είναι ίση με την οριακή.

Λείπουν από το σχήμα τα γράμματα Α, Α΄, Γ και Ν.

Στην αρχή της σελίδας

3.8 Ανάλυση του φωτός

Συνεχές και γραμμικό φάσμα

Τα φάσματα των πυρακτωμένων στερεών σωμάτων ...

Να συμπληρωθεί ότι το φάσμα εκπομπής των διάπυρων υγρών είναι συνεχές.

Εικόνα 3.57

Συνεχές φάσμα σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες.

Η εικόνα δε δείχνει το συνεχές φάσμα σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες. Αυτό που δείχνει είναι μια μετατόπιση των φασματικών γραμμών!

Στην αρχή της σελίδας

 

Σχολείο|Πολιτιστικά|Προγράμματα|Εκδόσεις|Εκπ.Υλικό|Σελ.Μαθητών|Site|14thDM

Στην αρχική σελίδα

email us
e-mail us
g14per@otenet.gr

Αναζήτηση στο Site
Όλο το site σε μια σελίδα
Οδηγίες πλοήγησης στο site

InteRMediA TeaM 14ου Γυμνασίου Περιστερίου
Σχεδίαση Site