Μια εισαγωγή του φαινόμενου της διάθλασης για το γυμνάσιο

Τι λέγεται διάθλαση; Κάθε φορά που το φως πέφτει, στη διαχωριστική επιφάνεια δύο διαφανών μέσων, αλλάζει η κατεύθυνση της διάδοσής του. Το φαινόμενο λέγεται διάθλαση του φωτός. Κάθε αλλαγή στην κατεύθυνση διάδοσης γίνεται σύμφωνα με ορισμένους νόμους. Το φαινόμενο εκδηλώνεται και σε άλλες μορφές ύλης που δεν είναι φως, όπως είναι τα ηχητικά κύματα, τα σεισμικά κύματα και τα κύματα της θάλασσας (αυτό όμως είναι εκτός ύλης).

Η διάθλαση συνοδεύεται πάντα με ανάκλαση. Το αντίστροφο δεν ισχύει Αξίζει να δούμε το λογισμικό του PhET bending-light_el.jar

Η ερμηνεία της διάθλασης Το φως κινείται στα διάφορα διαφανή μέσα με διαφορετική ταχύτητα. Κατά την αλλαγή του μέσου «στρίβει», όπως ένα αυτοκίνητο που κινείται στην άσφαλτο, αν οι δύο πλαϊνές ρόδες του πατήσουν στο χώμα. Αν το φως διαδοθεί σε δύο διαφορετικά μέσα, στα οποία έχει την ίδια ταχύτητα, τότε δεν θα έχουμε διάθλαση, και τα σώματα θα γίνουν αόρατα! Παραδείγματα: Πλεξιγλάς – γλυκερίνη Ηλιέλαιο – πυρίμαχο γυαλί MOV05539.MPG ;

ΑΝΑΚΛΑΣΗ – ΔΙΑΘΛΑΣΗ Άσκηση 10 – Φυσικής Γυμνασίου Προτάσεις του ΕΚΦΕ για τη διάθλαση Υποχρεωτική άσκηση + προσθήκες

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΑ ΟΡΓΑΝΑ Φακός Laser ή προβολέας Reuter Καθρέπτης Ημικύλινδρος Γωνιομετρικός δίσκος

Απλά πειράματα με καθημερινά μέσα Με ένα ποτήρι και ένα καλαμάκι μπορούμε να μελετήσουμε τη διάθλαση. Αρκεί να δούμε πως φαίνεται το καλαμάκι πρώτα με το ποτήρι άδειο και μετά με νερό Αλλά και με περισσότερα ρευστά…

Με τον προβολέα Reuter Χρήση: Αν φέρει ενσωματωμένο φακό, μετακινούμε το κινητό στέλεχος μέσα-έξω, μέχρι να βρούμε τη θέση εκείνη που η δέσμη φωτός γίνεται παράλληλη Αν ο φακός βρίσκεται μπροστά στον προβολέα, μετακινούμε το φακό μπρος-πίσω μέχρι να βρούμε τη θέση εκείνη που η δέσμη φωτός γίνεται παράλληλη

Με τον προβολέα Reuter Με το διάφραγμα της μίας σχισμής τοποθετούμε στο γωνιομετρικό δίσκο: Επίπεδο καθρέφτη: Μετράμε γωνίες πρόσπτωσης και ανάκλασης

Με τον προβολέα Reuter Με το διάφραγμα της μίας σχισμής τοποθετούμε στο γωνιομετρικό δίσκο: Ημικύλινδρο: Μετράμε γωνίες πρόσπτωσης, ανάκλασης και διάθλασης

Με Laser Τοποθετούμε στο γωνιομετρικό δίσκο: Επίπεδο καθρέφτη: Μετράμε γωνίες πρόσπτωσης και ανάκλασης

Με Laser Τοποθετούμε στο γωνιομετρικό δίσκο: Ημικύλινδρο: Μετράμε γωνίες πρόσπτωσης, ανάκλασης και διάθλασης

ΔΙΑΘΛΑΣΗ Άσκηση 12 - Φυσικής Γυμνασίου

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΑ ΟΡΓΑΝΑ Φακός Laser Γυάλινο δοχείο 2 υποδεκάμετρα 0-30 ή 0-40cm Διαφανής κολλητική ταινία Ορθοστάτης Λαβίδα Νερό βρύσης Μοιρογνωμόνιο

Στερεώνουμε με κολλητική ταινία τον ένα χάρακα στον πυθμένα του κενού δοχείου και τον άλλο στο πλευρικό τοίχωμα έτσι ώστε να βρίσκονται στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο και: η ένδειξη του μηδενός του κατακόρυφου χάρακα να βρίσκεται στον πυθμένα του δοχείου (όσο το δυνατόν) η ένδειξη του μηδενός του οριζόντιου χάρακα να ταυτίζεται με την εξωτερική επιφάνεια του πλευρικού τοιχώματος του δοχείου

Στερεώνουμε το φακό Laser στη λαβίδα και ρυθμίζουμε τη θέση του ώστε η φωτεινή δέσμη να διέρχεται πολύ κοντά από μια ορισμένη χαραγή Φ του κατακόρυφου χάρακα.

Σημειώνουμε την ένδειξη Η που προσδιορίζει τη θέση της κηλίδας στον κατακόρυφο άξονα Η = (ΟΦ) = ………. cm Σημειώνουμε την ένδειξη (ΟΒ) που προσδιορίζει τη θέση της κηλίδας στον οριζόντιο άξονα (ΟΒ) = ………. cm Χωρίς να μετακινήσουμε κανένα μέρος της διάταξης, ρίχνουμε νερό στο γυάλινο δοχείο μέχρις ότου η στάθμη να φτάσει τα 5cm. Μετράμε με τον κατακόρυφο χάρακα και καταγράφουμε το ύψος h του νερού h = ……… cm Παρατηρούμε και καταγράφουμε τη νέα θέση (ΟΔ) της φωτεινής κηλίδας πάνω στον οριζόντιο άξονα (ΟΔ) = ……… cm Προσθέτουμε νερό και επαναλαμβάνουμε τα δύο παραπάνω βήματα

Με βάση τα πειραματικά δεδομένα σχεδιάζουμε, με κλίμακα 1:2 μια αναπαράσταση της πειραματικής διάταξης ως εξής: Σχεδιάζουμε την (ΦΒ), που είναι η πορεία της φωτεινής δέσμης όταν το δοχείο είναι κενό Φ Β

Εργαζόμαστε αρχικά με τις τιμές τις πρώτης γραμμής του πίνακα μετρήσεων και σχεδιάζουμε τη στάθμη του νερού τραβώντας μια παράλληλη με τον Οx σε απόσταση h από αυτόν. Η παράλληλη τέμνει τη (ΦΒ) στο σημείο Α. Φ Β Α h

Πάνω στον Οx τοποθετούμε το σημείο Γ και τραβάμε την (ΑΓ) που είναι η πορεία της διαθλώμενης δέσμης μέσα στο νερό. Φ Β Α h Γ

Στο σημείο Α φέρνουμε την κάθετη στη επιφάνεια του νερού, οπότε σχηματίζονται οι γωνίες πρόσπτωσης α και διάθλασης δ, τις οποίες μετράμε με ένα μοιρογνωμόνιο και τις καταγράφουμε. Φ Β Α h Γ π δ

Επαναλαμβάνουμε όλα τα προηγούμενα βήματα για κάθε τιμή του ύψους του νερού και καταγράφουμε τις τιμές των γωνιών α και δ. Υπολογίζουμε τα ημίτονα των γωνιών α και δ και το δείκτη διάθλασης. Υπολογίζουμε το μέσο όρο των πειραματικών τιμών του δείκτη διάθλασης του νερού και συγκρίνουμε με την τιμή του δείκτη διάθλασης που υπάρχει στη βιβλιογραφία.