Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Το φως. Claude Monet: Impression, soleil levant Από τον τίτλο του πίνακα αυτού πήρε το όνομα του το κίνημα των ιμπρεσιονιστών, στο δεύτερο μισό του 19ου.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Το φως. Claude Monet: Impression, soleil levant Από τον τίτλο του πίνακα αυτού πήρε το όνομα του το κίνημα των ιμπρεσιονιστών, στο δεύτερο μισό του 19ου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Το φως

2 Claude Monet: Impression, soleil levant Από τον τίτλο του πίνακα αυτού πήρε το όνομα του το κίνημα των ιμπρεσιονιστών, στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Xαρακτηριστικά του κινήματος στη ζωγραφική είναι τα φωτεινά χρώματα και οι όψεις του παιχνιδίσματος του φυσικού φωτός.

3 Άξιον εστί το φως (Οδυσσέας Ελύτης) Το φως: βασική προϋπόθεση για την ύπαρξη και διατήρηση της ζωής στη Γη. Το φως: βασική προϋπόθεση για την ύπαρξη και διατήρηση της ζωής στη Γη. Φωτοσύνθεση: Ενέργεια ηλιακού φωτός  χημική ενέργεια  τροφή και... ορυκτά καύσιμα! Φωτοσύνθεση: Ενέργεια ηλιακού φωτός  χημική ενέργεια  τροφή και... ορυκτά καύσιμα! Το φως στις θρησκείες: Το φως στις θρησκείες: Οι αρχαίοι λαοί θεωρούσαν τον Ήλιο θεό. Αριστερά: Αίγυπτος, Κέντρο: Ο θεός Απόλλων, Δεξιά: Πυραμίδα του Ήλιου, Μεξικό.

4 αλλά και στις νεώτερες θρησκείες: «Eγώ ειμί το φως του κόσμου» Το φως στη μυθολογία και στις τέχνες. Το φως στη μυθολογία και στις τέχνες. Με το φως βλέπουμε και γνωρίζουμε τα σώματα που βρίσκονται στη Γη. Με το φως βλέπουμε και γνωρίζουμε τα σώματα που βρίσκονται στη Γη. Χάρις στο φως των άστρων και των γαλαξιών μαθαίνουμε τα μυστικά του σύμπαντος. Χάρις στο φως των άστρων και των γαλαξιών μαθαίνουμε τα μυστικά του σύμπαντος. Ο γαλαξίας της Ανδρομέδας

5 Τι είναι το φως; 1η απάντηση: Το φως αποτελείται από σωματίδια (σωματιδιακή φύση φωτός) 5ο-4ο αιώνα π.Χ. 5ο-4ο αιώνα π.Χ. Δημόκριτος, Λεύκιππος, Eπίκουρος, Εμπεδοκλής, Λουκρήτιος Δημόκριτος, Λεύκιππος, Eπίκουρος, Εμπεδοκλής, Λουκρήτιος

6 Δημόκριτος ( π.Χ.) Γεννήθηκε στα Άβδηρα της Θράκης. Εξέλιξε τις ιδέες του δασκάλου του Λεύκιππου σε ολοκληρωμένο φιλοσοφικό σύστημα: την ατομική θεωρία. Σύμφωνα με αυτήν, τα πάντα αποτελούνται από τα άτομα και το κενό. Τα άτομα είναι τα αναρίθμητα πιο μικρά σώματα που χωρίζονται με το κενό μεταξύ τους. Τα άτομα δεν μπορούν να χωριστούν, γιατί γεμίζουν τελείως το χώρο τους και δεν έχουν κενό μέσα τους γι αυτό και λέγονται άτομα (α+τομή). Τα άτομα είναι αγέννητα, άφθαρτα, φτιαγμένα από την ίδια ύλη και διαφέρουν μόνο στο σχήμα και στο μέγεθος. Κάθε γένεση του σύνθετου είναι ένωση χωρισμένων ατόμων, κάθε φθορά χωρισμός των ενωμένων ατόμων.

7 Εμπεδοκλής ( π.Χ.) Γεννήθηκε στον Ακράγαντα της Σικελίας. Ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς προσωκρατικούς φιλοσόφους και ποιητής εξαιρετικής ικανότητας. Υπήρξε υλιστής φιλόσοφος, πολιτικός υπέρμαχος της δημοκρατίας και μυστικιστής, ενώ πολλοί τον θεωρούσαν παράλληλα και μάγο, θεραπευτή, ζωντανό θεό και αλήτη. Η ερμηνεία του φυσικού κόσμου για τον Εμπεδοκλή στηρίζεται στην ύπαρξη τεσσάρων στοιχείων, που, ο ίδιος αποκαλεί «ριζώματα πάντων»: φωτιά, αέρας, νερό και γη. Δεν έχουμε στη θεωρία του τα αναρίθμητα άτομα του Δημόκριτου, αλλά μόνο αυτά τα 4 στοιχεία και είναι ο πρώτος που συνέλαβε αυτή την έννοια.

8 Επίκουρος ( π.Χ.) Θεωρούσε τη φιλοσοφία σα γιατρικό για την ψυχή. Για τη φυσική έλεγε πως τη χρειαζόμαστε μόνο γιατί η γνώση των φυσικών αιτίων μας γλιτώνει από το φόβο των θεών και του θανάτου. Παραδέχεται, όπως και ο Δημόκριτος, ότι τα βασικά συστατικά του κόσμου είναι τα άτομα και το κενό. Titus Lucretius Carus (99-55 π.Χ.) Ρωμαίος ποιητής και φιλόσοφος

9 2η απάντηση: Το φως είναι εγκάρσιο κύμα (κυματική φύση φωτός) C. Huygens (17ος αι.) C. Huygens (17ος αι.) Christiaan Huygens ( ) Ολλανδός μαθηματικός, φυσικός και αστρονόμος. Εφευρέτης του ρολογιού-εκκρεμούς (1655), κατασκευαστής φακών, μικροσκοπίων και τηλεσκοπίων. Ανακάλυψε το σχήμα των δακτυλίων του Κρόνου και τον Τιτάνα, τον μεγαλύτερο δορυφόρο του (1655). Το 1690, δημοσιεύει το έργο «Πραγματεία για το φως», στο οποίο υιοθετεί την κυματική φύση του φωτός και εξηγεί έτσι τα φαινόμενα της ανάκλασης και της διάθλασης.

10 Ιsaac Newton Ιsaac Newton Ερμηνεία ανάκλασης του φωτός Ερμηνεία ανάκλασης του φωτός Σωματιδιακή φύση φωτός Σωματιδιακή φύση φωτός Ιsaac Newton ( ) Άγγλος φυσικός, μαθηματικός, αστρονόμος, φιλόσοφος και αλχημιστής. Η μεγαλοφυΐα ίσως με τη μεγαλύτερη επιστημονική επιρροή στην ιστορία. Ανέπτυξε ανεξάρτητα από τον Leibniz τον διαφορικό λογισμό. Το 1687 στο βιβλίο του «Principia» διατυπώνει το νόμο της παγκόσμιας έλξης και τους τρεις νόμους της κίνησης και βάζει έτσι τα θεμέλια της κλασσικής μηχανικής. Είναι ο πρώτος που θεώρησε ότι οι ίδιοι φυσικοί νόμοι κυβερνούν τις γήινες και τις ουράνιες κινήσεις. Το 1704 στο βιβλίο του «Opticks» θεωρεί ότι το φως αποτελείται από σωματίδια και εξηγεί έτσι την ανάκλαση του φωτός.

11 T. Young (αρχή19ου αι.) T. Young (αρχή19ου αι.) Ερμηνεία περίθλασης και συμβολής φωτός Ερμηνεία περίθλασης και συμβολής φωτός Το φως είναι εγκάρσιο κύμα (κυματική φύση φωτός) Το φως είναι εγκάρσιο κύμα (κυματική φύση φωτός) Thomas Young ( ) Άγγλος επιστήμων και ερευνητής. Σπούδασε ιατρική, αλλά εκτός από την εξάσκηση της έκανε παράλληλα έρευνες στην οπτική και στη φυσιολογία της όρασης (ανακάλυψε τον αστιγματισμό). Ήταν από τους πρώτους που αποκρυπτογράφησαν τα αιγυπτιακά ιερογλυφικά. Στις έρευνές του στην οπτική, το πιο διάσημο είναι το πείραμά του με τη διπλή σχισμή, το Το φαινόμενο της συμβολής που παρατήρησε σ’ αυτό, τον οδήγησε στο συμπέρασμα ότι το φως είναι κύμα.

12 Το πείραμα συμβολής του Young Η πειραματική διάταξη για τη συμβολή

13 Το πείραμα συμβολής του Young Α: εικόνα σύμφωνα με κυματική θεωρία Β: εικόνα σύμφωνα με σωματιδιακή θεωρία Τι δείχνει το πείραμα; Το φως είναι κύμα!

14 Περίθλαση φωτός Περίθλαση μονοχρωματικού φωτός σε σχισμή Σχήμα Α: δεν εμφανίζεται περίθλαση. Σχήμα Β: εμφανίζεται περίθλαση, όταν το άνοιγμα της σχισμής είναι συγκρίσιμο με το μήκος κύματος του φωτός.

15 Στις αρχές του 19ου αιώνα, μετά τα πειράματα του Τ. Young και άλλων, η κυματική θεωρία του φωτός φαίνεται να επικρατεί, ενάντια στο σωματιδιακό μοντέλο του μεγάλου I. Newton. Στις αρχές του 19ου αιώνα, μετά τα πειράματα του Τ. Young και άλλων, η κυματική θεωρία του φωτός φαίνεται να επικρατεί, ενάντια στο σωματιδιακό μοντέλο του μεγάλου I. Newton. Όμως ο θρίαμβος της κυματικής θεωρίας του φωτός σημειώνεται στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Όμως ο θρίαμβος της κυματικής θεωρίας του φωτός σημειώνεται στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Υπεύθυνος γι αυτό είναι ο Υπεύθυνος γι αυτό είναι ο

16 James Clerk Maxwell James Clerk Maxwell Το φως είναι εγκάρσια H/M κύματα. Το φως είναι εγκάρσια H/M κύματα. James Clerk Maxwell Γεννήθηκε στο Εδιμβούργο της Σκοτίας, το Μεγάλος μαθηματικός και φυσικός. Οι εργασίες του, περισσότερο από κάθε άλλον επιστήμονα του 19ου αιώνα, επηρέασαν τη φυσική του 20ου αιώνα. Μεταξύ των επιτευγμάτων του είναι η διατύπωση της κινητικής θεωρίας των αερίων στη θερμοδυναμική. Η μεγαλύτερη συνεισφορά του ήταν οι εργασίες του στον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό ( ). Το 1873, στο έργο του «Μια πραγματεία στον ηλεκτρισμό και στο μαγνητισμό», παρουσιάζει τις εξισώσεις, που σήμερα φέρουν το όνομά του, και οι οποίες εκφράζουν τους βασικούς νόμους του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού και ταυτόχρονα ενοποιούν τους, ως τότε, χωριστούς αυτούς τομείς της Φυσικής.

17 Ο Maxwell απέδειξε ότι ο εξισώσεις του προβλέπουν κύματα ταλαντούμενου ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου που ταξιδεύουν στο χώρο με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός. Πρότεινε επίσης ότι το φως είναι μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Σε κείμενό του, το 1865, γράφει, αναφερόμενος στην ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων: «Η ταχύτητα αυτή είναι τόσο κοντά στην ταχύτητα του φωτός, ώστε φαίνεται ότι έχουμε ισχυρές ενδείξεις να συμπεράνουμε ότι το ίδιο το φως είναι μία ηλεκτρομαγνητική διαταραχή με τη μορφή κυμάτων που διαδίδονται μέσω του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου». Πέθανε το 1879.

18 Η ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο ταλαντώνεται (και γενικότερα επιταχύνεται) τότε παράγει ηλεκτρομαγνητικό κύμα (Η/Μ). Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο ταλαντώνεται (και γενικότερα επιταχύνεται) τότε παράγει ηλεκτρομαγνητικό κύμα (Η/Μ). Ένα Η/Μ κύμα αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό κύμα που είναι αναπόσπαστα συνδεμένα μεταξύ τους. Ένα Η/Μ κύμα αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό κύμα που είναι αναπόσπαστα συνδεμένα μεταξύ τους. Κάθε ένα από ένα από αυτά τα πεδία χαρακτηρίζεται από την έντασή του: Ε το ηλεκτρικό πεδίο και Β το μαγνητικό. Κάθε ένα από ένα από αυτά τα πεδία χαρακτηρίζεται από την έντασή του: Ε το ηλεκτρικό πεδίο και Β το μαγνητικό.

19 Οι εντάσεις των πεδίων Ε και Β είναι διανύσματα κάθετα μεταξύ τους, είναι διανύσματα κάθετα μεταξύ τους, μεταβάλλονται από θέση σε θέση και από στιγμή σε στιγμή (τοπικά και χρονικά μεταβαλλόμενα μεγέθη) μεταβάλλονται από θέση σε θέση και από στιγμή σε στιγμή (τοπικά και χρονικά μεταβαλλόμενα μεγέθη) παίρνουν ταυτόχρονα τη μέγιστη και ελάχιστη τιμή τους, δηλαδή είναι συμφασικά. παίρνουν ταυτόχρονα τη μέγιστη και ελάχιστη τιμή τους, δηλαδή είναι συμφασικά. Τα Η/Μ κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός c. Τα Η/Μ κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός c.

20 Η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος c, η συχνότητα f και το μήκος κύματος λ συνδέονται με τη σχέση: Η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος c, η συχνότητα f και το μήκος κύματος λ συνδέονται με τη σχέση: θεμελιώδης εξίσωση της κυματικής Οι εντάσεις Ε και Β των πεδίων είναι κάθετες στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα Η/Μ κύματα είναι εγκάρσια. Οι εντάσεις Ε και Β των πεδίων είναι κάθετες στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα Η/Μ κύματα είναι εγκάρσια. c=λf

21 Ένα Η/Μ κύμα μεταφέρει ενέργεια που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ένα Η/Μ κύμα μεταφέρει ενέργεια που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα Η/Μ κύματα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη συχνότητά τους f (ή το μήκος κύματός τους λ ). Τα Η/Μ κύματα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη συχνότητά τους f (ή το μήκος κύματός τους λ ). Το ορατό φως είναι Η/Μ κύματα με μήκος κύματος από 400 nm έως και 700 nm. Το ορατό φως είναι Η/Μ κύματα με μήκος κύματος από 400 nm έως και 700 nm.

22 Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα

23 Εφτά χρόνια μετά το θάνατο του Maxwell, ένας νεαρός γερμανός φυσικός αποδείχνει πειραματικά ότι ο Maxwell είχε δίκιο. Ο νεαρός είναι ο Heinrich Rudolf Hertz. Ο νεαρός είναι ο Heinrich Rudolf Hertz. Ο Η. Hertz γεννήθηκε το 1857 στο Αμβούργο της Γερμανίας από μεγαλοαστική οικογένεια. Ο πατέρας του ήταν εβραίος που βαπτίστηκε χριστιανός. Σπούδασε φυσική με καθηγητές τους διάσημους G. Kirchhoff και H. Helmholtz. Το , έκανε τα πιο σπουδαία του πειράματα. Πέτυχε να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητικά κύματα, που την ύπαρξή τους είχε προβλέψει ο Maxwell, χρησιμοποιώντας ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο.

24 Μέτρησε την ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και την βρήκε ίση με την ταχύτητα του φωτός. Απέδειξε επίσης ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν τις ιδιότητες του φωτός: ανάκλαση, διάθλαση, πόλωση και συμβολή. Τα πειράματα του Hertz απέδειξαν ότι ο Maxwell είχε προβλέψει σωστά. Τα πειράματά του όμως είχαν και μια άλλη, πρακτική αξία, που μάλλον δεν είχε αναγνωρίσει ο ίδιος: την αξιοποίηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στις τηλεπικοινωνίες. Αυτό θα κάνει, λίγο αργότερα, ο ιταλός Guglielmo Marconi, ο οποίος κατορθώνει, το 1901, την πρώτη διηπειρωτική τηλεπικοινωνία, φέρνοντας την ανθρωπότητα στο κατώφλι της σημερινής εποχής. Ο Hertz πέθανε το 1894, σε ηλικία 36 χρονών. Προς τιμή του, το όνομά του δόθηκε στη μονάδα συχνότητας στο S.I. Guglielmo Marconi ( ) Ένας από τους πρώτους ραδιοφωνικούς πομπούς

25 Συσκευές των πειραμάτων του Hertz Αριστερά πάνω και κάτω: Τα κυκλώματα του πομπού και του δέκτη Δεξιά πάνω: Ο πρώτος πομπός που χρησιμοποίησε ο Hertz. Δεξιά κάτω: Πομπός και δέκτης του Hertz.

26 Στις αρχές του 20ου αιώνα η κυματική θεωρία, δημιούργημα του μεγάλου J. Maxwell, είναι κυρίαρχη. είναι κυρίαρχη. Όμως τότε στον ξάστερο ουρανό της φυσικής εμφανίζονται δύο «σύννεφα»: Η ακτινοβολία του μέλανος σώματος («θερμών σωμάτων») και Η ακτινοβολία του μέλανος σώματος («θερμών σωμάτων») και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Αυτά τα φαινόμενα δεν ερμηνεύονται με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell. Το πρώτο από αυτά τα φαινόμενα κατορθώνει να το αντιμετωπίσει ένας γερμανός φυσικός. Το όνομά του:

27 Max Karl Ernst Ludwig Planck Ένας απρόθυμος επαναστάτης Στις 14 Δεκεμβρίου 1900, ο Planck ανακοινώνει, στη Γερμανική Ένωση Φυσικών, ότι η ενέργεια που εκπέμπει ένα μέλαν (θερμό) σώμα μπορούσε να πάρει μόνο διακριτές τιμές, που ο Αϊνστάιν, λίγο αργότερα, θα ονομάσει κβάντα ή φωτόνια. Αυτή δεν ήταν μόνο η πιο σημαντική εργασία του Planck αλλά επίσης ένα σημείο καμπής στην ιστορία της φυσικής: η γέννηση της κβαντικής θεωρίας. Η ιδέα του Planck ήταν ριζικά αντίθετη της θεωρίας του Maxwell που δεχόταν συνεχή την ενέργεια κι όχι διακριτή (κβαντισμένη). Η ιδέα του Planck ήταν ριζικά αντίθετη της θεωρίας του Maxwell που δεχόταν συνεχή την ενέργεια κι όχι διακριτή (κβαντισμένη).

28 Max Karl Ernst Ludwig Planck ( ) Ένας απρόθυμος επαναστάτης Γιος ενός πανεπιστημιακού καθηγητή του δικαίου, σπούδασε Φυσική στα πανεπιστήμια του Μονάχου και του Βερολίνου. Έγινε καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο του Βερολίνου το Οι πρώτες εργασίες του ήταν στον τομέα της θερμοδυναμικής. Στράφηκε στη μελέτη της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος και εξήγαγε τη σχέση μεταξύ της ενέργειας και της συχνότητας της ακτινοβολίας. Η ανακοίνωσή του, στη Γερμανική Ένωση Φυσικών στις 14 Δεκεμβρίου 1900, είναι η ημερομηνία γέννησης της κβαντικής θεωρίας. Σε αναγνώριση της σημασίας αυτής της ανακάλυψης, ο Planck τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1918.

29 Η σημασία της ιδέας του Planck δεν εκτιμήθηκε αρχικά, ούτε μάλλον και από τον ίδιο. Όπως ο ίδιος εξήγησε σε ένα γράμμα του, το 1931, η εισαγωγή των κβάντων ενέργειας το 1900 ήταν «μια καθαρά φορμαλιστική υπόθεση και πραγματικά δεν της έδωσα πολλή σκέψη διότι με οποιοδήποτε τίμημα έπρεπε να φτάσω σε θετικό αποτέλεσμα». Ο φυσικός Μax Born έγραψε για τον Planck: «Ήταν από φύση και από οικογενειακή παράδοση συντηρητικός, απρόθυμος για επαναστατικούς νεωτερισμούς και επιφυλακτικός σε εικοτολογίες. Αλλά η πίστη του στην ακατάβλητη ισχύ της λογικής σκέψης, που βασίζεται σε γεγονότα, ήταν τόσο ισχυρή που δεν δίστασε να διακηρύξει έναν ισχυρισμό που ήταν αντίθετος σε όλο του το χαρακτήρα, γιατί είχε πείσει τον εαυτό του ότι καμιά άλλη διέξοδος δεν ήταν δυνατή.»

30 Εκείνος όμως που θα υιοθετήσει ανεπιφύλακτα τη ριζοσπαστική ιδέα του Planck είναι ένας άλλος γερμανός και εβραίος: Εκείνος όμως που θα υιοθετήσει ανεπιφύλακτα τη ριζοσπαστική ιδέα του Planck είναι ένας άλλος γερμανός και εβραίος: Ο Albert Einstein Ο Albert Einstein Σε άρθρο του για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, που δημοσιεύεται το 1905, ο Einstein προτείνει ότι τα κβάντα (φωτόνια) είναι πραγματικά και όχι ένα μαθηματικό τέχνασμα, όπως περίπου το είχε θεωρήσει ο Planck για να συμφωνήσει η θεωρία του με τα πειραματικά δεδομένα. Σε άρθρο του για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, που δημοσιεύεται το 1905, ο Einstein προτείνει ότι τα κβάντα (φωτόνια) είναι πραγματικά και όχι ένα μαθηματικό τέχνασμα, όπως περίπου το είχε θεωρήσει ο Planck για να συμφωνήσει η θεωρία του με τα πειραματικά δεδομένα.

31 Albert Einstein Γεννήθηκε στις 14 Μαρτίου 1879 στην πόλη Ulm της Γερμανίας από εβραίους γονείς. Ήταν ένας θεωρητικός φυσικός που από πολλούς θεωρείται ως ο πιο σημαντικός επιστήμων του 20ου αιώνα. Ήταν ο δημιουργός της ειδικής και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας και είχε σημαντική συνεισφορά στην κβαντική μηχανική, στη στατιστική μηχανική και στην κοσμολογία. Το 1905, και ενώ εργάζεται σαν υπάλληλος στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών της Γενεύης, δημοσιεύει τρία άρθρα: για την κίνηση Brown, για την ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και την ειδική θεωρία της σχετικότητας. Για την εργασία του στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο τιμήθηκε το 1921 με το Νόμπελ Φυσικής. Μετά την επιβεβαίωση, κατά τη διάρκεια έκλειψης Ηλίου το 1919, ότι οι φωτεινές ακτίνες από μακρινά άστρα παρεκκλίνουν εξαιτίας του βαρυτικού πεδίου του Ήλιου κατά το ποσό που είχε προβλέψει στη γενική θεωρία της σχετικότητας, ο Einstein έγινε διάσημος σε όλο τον κόσμο και το όνομά του θεωρήθηκε συνώνυμο της μεγαλοφυΐας. Πέθανε στις Η.Π.Α. το 1955.

32 Φωτογραφία κέντρο: Ο Planck και ο Einstein Φωτογραφία δεξιά: Ο Bohr και ο Einstein

33 Η κβαντική θεωρία Το φως εκπέμπεται ή απορροφάται από τα άτομα της ύλης, όχι κατά συνεχή τρόπο αλλά ασυνεχώς. Το φως εκπέμπεται ή απορροφάται από τα άτομα της ύλης, όχι κατά συνεχή τρόπο αλλά ασυνεχώς. Δηλαδή κάθε άτομο, όταν εκπέμπει ή απορροφά φωτεινή ενέργεια, αυτή είναι σε στοιχειώδη πακέτα ενέργειας. Δηλαδή κάθε άτομο, όταν εκπέμπει ή απορροφά φωτεινή ενέργεια, αυτή είναι σε στοιχειώδη πακέτα ενέργειας. Τα στοιχειώδη πακέτα ενέργειας ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια. Τα στοιχειώδη πακέτα ενέργειας ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια. Στα λατινικά: quantum=ποσό Στα λατινικά: quantum=ποσό Κάθε φωτόνιο μιας ακτινοβολίας έχει ενέργεια E που δίνεται από τη σχέση: Κάθε φωτόνιο μιας ακτινοβολίας έχει ενέργεια E που δίνεται από τη σχέση: όπου h : μια σταθερά, που ονομάζεται σταθερά του Planck ( h = 6,63 x Js) και f : η συχνότητα της ακτινοβολίας. Ερώτηση: Ποιο είναι μεγαλύτερο το κβάντο του κόκκινου ή του κυανού φωτός; Ερώτηση: Ποιο είναι μεγαλύτερο το κβάντο του κόκκινου ή του κυανού φωτός; Δίνεται ότι το κυανό φως έχει μεγαλύτερη συχνότητα από το κόκκινο. E=hf

34 Όταν μια ποσότητα είναι κβαντωμένη, σημαίνει ότι παίρνει μόνο διακριτές τιμές, δηλαδή τιμές που είναι ακέραια πολλαπλάσια κάποιας ελάχιστης τιμής, του κβάντου. Όταν μια ποσότητα είναι κβαντωμένη, σημαίνει ότι παίρνει μόνο διακριτές τιμές, δηλαδή τιμές που είναι ακέραια πολλαπλάσια κάποιας ελάχιστης τιμής, του κβάντου. Παραδείγματα κβαντωμένων ποσοτήτων: Η μάζα μιας ράβδου χρυσού: είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της μάζας ενός ατόμου χρυσού. Δηλ. το κβάντο της μάζας του χρυσού είναι η μάζα ενός ατόμου χρυσού. Η μάζα μιας ράβδου χρυσού: είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της μάζας ενός ατόμου χρυσού. Δηλ. το κβάντο της μάζας του χρυσού είναι η μάζα ενός ατόμου χρυσού. Το ηλεκτρικό φορτίο : είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου e, δηλ. του φορτίου του ηλεκτρονίου (e=1,6x C). Δηλ. το κβάντο του φορτίου είναι το φορτίο του ηλεκτρονίου. Το ηλεκτρικό φορτίο : είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου e, δηλ. του φορτίου του ηλεκτρονίου (e=1,6x C). Δηλ. το κβάντο του φορτίου είναι το φορτίο του ηλεκτρονίου. Μια εικόνα στην οθόνη υπολογιστή: αποτελείται από έναν ακέραιο αριθμό στοιχειωδών εικονοστοιχείων (pixel). Δηλ. το κβάντο μιας εικόνας είναι το εικονοστοιχείο. Μια εικόνα στην οθόνη υπολογιστή: αποτελείται από έναν ακέραιο αριθμό στοιχειωδών εικονοστοιχείων (pixel). Δηλ. το κβάντο μιας εικόνας είναι το εικονοστοιχείο. Ένας φακός, που δίνει ερυθρό φως, εκπέμπει έναν ακέραιο αριθμό φωτονίων ερυθρού φωτός. Ένας φακός, που δίνει ερυθρό φως, εκπέμπει έναν ακέραιο αριθμό φωτονίων ερυθρού φωτός.

35 Η σημερινή άποψη για το φως Τι είναι τελικά το φως; Σωμάτιο ή κύμα; Τι είναι τελικά το φως; Σωμάτιο ή κύμα; Η σημερινή άποψη: Tο φως έχει διπλή φύση, συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν φωτόνιο. Tο φως έχει διπλή φύση, συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν φωτόνιο. Όταν το φως ταξιδεύει είναι κύμα, όταν εκπέμπεται ή απορροφάται είναι φωτόνιο. Όταν το φως ταξιδεύει είναι κύμα, όταν εκπέμπεται ή απορροφάται είναι φωτόνιο. Η κυματική φύση του φωτός εμφανίζεται στα φαινόμενα: συμβολή, περίθλαση και πόλωση. Η κυματική φύση του φωτός εμφανίζεται στα φαινόμενα: συμβολή, περίθλαση και πόλωση. Η σωματιδιακή φύση του φωτός εμφανίζεται: στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Η σωματιδιακή φύση του φωτός εμφανίζεται: στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

36 Δόκτωρ Τζέκιλ και κύριος Χάιντ. Δόκτωρ Τζέκιλ και κύριος Χάιντ. Αρχή της συμπληρωματικότητας (Niels Bohr). Αρχή της συμπληρωματικότητας (Niels Bohr). Αντίθετα πράγματα είναι συστατικά μιας ολότητας. Αντίθετα πράγματα είναι συστατικά μιας ολότητας. Γιν και γιανγκ. Γιν και γιανγκ. Το «συναμφότερον» στην ορθόδοξη χριστιανική παράδοση. Το «συναμφότερον» στην ορθόδοξη χριστιανική παράδοση.

37 Τι μάθαμε Tο φως έχει διπλή φύση, συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν σωματίδιο. Tο φως έχει διπλή φύση, συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν σωματίδιο. Σε ορισμένα φαινόμενα εκδηλώνεται η κυματική φύση του φωτός, ενώ σε άλλα η σωματιδιακή του φύση. Σε ορισμένα φαινόμενα εκδηλώνεται η κυματική φύση του φωτός, ενώ σε άλλα η σωματιδιακή του φύση. Σύμφωνα με την κυματική θεωρία του Maxwell, το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Σύμφωνα με την κυματική θεωρία του Maxwell, το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα παράγεται όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο επιταχύνεται. Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα παράγεται όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο επιταχύνεται. Η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος c, η συχνότητα f και το μήκος κύματος λ συνδέονται με τη σχέση: c=λf. Η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος c, η συχνότητα f και το μήκος κύματος λ συνδέονται με τη σχέση: c=λf. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, κάθε άτομο, όταν εκπέμπει ή απορροφά φωτεινή ενέργεια, αυτή είναι σε στοιχειώδη πακέτα ενέργειας, που ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, κάθε άτομο, όταν εκπέμπει ή απορροφά φωτεινή ενέργεια, αυτή είναι σε στοιχειώδη πακέτα ενέργειας, που ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια. Κάθε φωτόνιο συχνότητας f έχει ενέργεια E που δίνεται από τη σχέση: E=hf. Κάθε φωτόνιο συχνότητας f έχει ενέργεια E που δίνεται από τη σχέση: E=hf.

38 Μελέτη: σ Μελέτη: σ Ερωτήσεις: 1-3 Ερωτήσεις: 1-3 Προβλήματα: 9, 10, 12 Προβλήματα: 9, 10, 12 Για το σπίτι


Κατέβασμα ppt "Το φως. Claude Monet: Impression, soleil levant Από τον τίτλο του πίνακα αυτού πήρε το όνομα του το κίνημα των ιμπρεσιονιστών, στο δεύτερο μισό του 19ου."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google