Η ΦΥΣΙΚΗ Γ΄ Γυμνασίου.

Παρουσίαση με θέμα: "Η ΦΥΣΙΚΗ Γ΄ Γυμνασίου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 η ΦΥΣΙΚΗ Γ΄ Γυμνασίου

2 Το ΦΩΣ β.

3 το ΤΖΑΜΙ

4 ΠΛΑΚΑ με παράλληλες έδρες
Αν μία λεπτή μονοχρωματική δέσμη προερχόμενη από το ν αέρα πέσει πλάγια σε διαφανή πλάκα με παράλληλες έδρες τόσο η θεωρητική πρόβλεψη- μέσα από ένα συνδυασμό Φυσικής και Γεωμετρίας – όσο και η εμπειρία δείχνουν ότι με οποιαδήποτε γωνία και να πέσει θα διαθλαστεί θα ταξιδέψει στο γυαλί με μικρότερη ταχύτητα και χωρίς να υποστεί ολική ανάκλαση θα βγει στον αέρα ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ προς την αρχική της διεύθυνση Είναι κάτι που συμβαίνει καθημερινά όταν το φως πέφτει στο τζάμι κάθε παράθυρου.

5 το ΤΖΑΜΙ και επειδή οι δύο επιφάνειες είναι ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ
η γωνία θ2 θα είναι – εξ ορισμού - μικρότερη από την ορική Οποιαδήποτε και να είναι η γωνία πρόσπτωσης θ1 , και επειδή οι δύο επιφάνειες είναι ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ το ΤΖΑΜΙ η γωνία θ3 θα είναι ίση - λόγω Γεωμετρίας - με τη θ2 άρα μικρότερη από την ορική γωνία. Αυτό σημαίνει ότι καμία φωτεινή ακτίνα προερχόμενη από τον αέρα δεν θα υποστεί ολική ανάκλαση μέσα στο γυαλί Το φως που πέφτει από τον αέρα στο τζάμι μερικώς ανακλάται, γι αυτό και βλέπουμε τον εαυτό μας μέσα στο τζάμι ειδικά τις νύχτες πιο καθαρά, κατά ένα μέρος απορροφάται αλλά κατά το μεγαλύτερο μέρος διασχίζει το γυαλί με μικρή παράλληλη μετατόπιση και ουσιαστικά ΔΕΝ ΑΛΛΟΙΩΝΕΙ ΤΙΣ ΕΙΚΟΝΕΣ θ4 = θ1 θ3 θ2 θ1 Η μικρού πάχους πλάκα με παράλληλες έδρες όπως είναι το ΤΖΑΜΙ ουσιαστικά δεν αλλοιώνει τις εικόνες, ενώ εξασφαλίζει μόνωση στη μεταφορά θερμότητας και σημαντική απόσβεση στη διάδοση του ήχου Αυτό ακριβώς έκανε το ΤΖΑΜΙ στο παράθυρο να θεωρείται μεγάλη ανακάλυψη των κατασκευαστών γυαλιού μετά την Αναγέννηση. Το φως μπορεί να υφίσταται δύο διαθλάσεις αλλά εσύ μέσα στο σπίτι μπορείς και βλέπεις έξω ουσιαστικά χωρίς αλλοίωση

6 τα παιδιά της μετά την Αναγέννηση εποχής
βλέποντας τον έξω κόσμο χωρίς αλλοίωση πίσω από το ΤΖΑΜΙ κάθε παράθυρου, με το ηλιακό φως να μπαίνει ελεύθερα και να κυκλοφορεί μέσα στο σπίτι, μεγάλωσαν εντελώς διαφορετικά από εκείνα του Μεσαίωνα

7 το ΠΡΙΣΜΑ

8 Αν όμως οι δύο επίπεδες επιφάνειες δεν είναι παράλληλες τότε έχουμε
ένα ΠΡΙΣΜΑ και αυτό που θα συμβεί παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον Αν το φως είναι μονοχρωματικό – λόγου χάρη κόκκινο- η φωτεινή ακτίνα αφού εισέλθει στο γυαλί μπορεί να διαθλαστεί στη δεύτερη έδρα οπότε και θα υποστεί οπωσδήποτε ΕΚΤΡΟΠΗ, δεν θα είναι δηλαδή παράλληλη με την αρχική της διεύθυνση Μπορεί όμως να υποστεί και ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ

9 ΠΡΙΣΜΑΤΑ ολικής ανάκλασης
Μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι τα λεγόμενα «πρίσματα ολικής ανάκλασης», στη βάση τους ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ ισοσκελή, φτιαγμένα από γυαλί με δείκτη διάθλασης 1,52 άρα με ορική γωνία περίπου 41 μοιρών. Μπορούν να λειτουργήσουν ως καθρέφτες. Αν μια φωτεινή ακτίνα πέσει κάθετα στην πρώτη έδρα του πρίσματος εισέρχεται στο γυαλί 450 για να προσπέσει στη δεύτερη έδρα με γωνία 450 450 και δεδομένου ότι η ορική γωνία είναι 410 να υποστεί ολική ανάκλαση. Στη συνέχεια πέφτει στην άλλη έδρα κάθετα και εξέρχεται στον αέρα 450 Για μια παράλληλη δέσμη που θα πέσει κάθετα στην πρώτη πλευρά η έδρα που αντιστοιχεί στην υποτείνουσα του τριγώνου λειτουργεί ως καθρέφτης και στρέφει τη δέσμη κατά 90 μοίρες χωρίς να αλλοιώσει τη μορφή της .

10 Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν
για αντιστροφή μιας φωτεινής δέσμης, αρκεί η δέσμη να πέσει κάθετα στην «υποτείνουσα έδρα», οπότε θα συμβεί δύο φορές ολική ανάκλαση για παράλληλη μετατόπιση μιας δέσμης, με συνδυασμό δύο πρισμάτων α χωρίς αναστροφή ( η ακτίνα α ήταν πάνω από τη β και διατηρήθηκε πάνω από τη β μετά την παράλληλη μετατόπιση) β για αναστροφή μιας δέσμης με διατήρηση της κατεύθυνσης . α β α β β α η ακτίνα α ήταν πάνω από τη β και βρέθηκε κάτω από τη β

11 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Εάν όμως το φως που πέφτει στο ΠΡΙΣΜΑ είναι λευκό,
όπως το φως του ήλιου, εμφανίζονται χρώματα. Το φαινόμενο λέγεται ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ και παρατηρείται σε ένα διαμάντι, σε μια σαπουνόφουσκα, στο ουράνιο τόξο αλλά και σε κάθε διάθλαση φωτός που δεν είναι μονοχρωματικό

12

13 Isaac Newton διάλεξε για εργαστηριακή συσκευή το γυάλινο ΠΡΙΣΜΑ.
Σε ολόκληρη σχεδόν την καριέρα του ο Isaac Newton ενδιαφέρθηκε σοβαρά για το φως.    Στο κλασικό βιβλίο του Optics ( 1703) – ΟΠΤΙΚΗ - ,  σε γλώσσα αγγλική, παρουσίασε μία από τις πρώτες συστηματικές μελέτες για το φως. Όταν παρατήρησε το φαινόμενο ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ και θέλησε να το ερευνήσει διάλεξε για εργαστηριακή συσκευή το γυάλινο ΠΡΙΣΜΑ. και το ανέδειξε σε ένα από τα διασημότερα αντικείμενα της εργαστηριακής φυσικής

14

15 Η εργαστηριακή έρευνα Σκοτάδι στο εργαστήριο και μια δέσμη ηλιακού φωτός προσπίπτει στο γυάλινο πρίσμα. Από την άλλη πλευρά του πρίσματος μια λευκή οθόνη. Στην οθόνη εμφανίζεται ταινία με χρώματα στην ίδια πάντα σειρά . Το κόκκινο, το πορτοκαλί, το κίτρινο, το πράσινο, το γαλάζιο, το ιώδες Ο Νεύτων πρόσθεσε ένα ακόμα χρώμα, ώστε ο αριθμός τους να είναι ο μαγικός ΕΠΤΑ. Ανάμεσα στο γαλάζιο και το ιώδες, καταγράφει και ένα χρώμα «βαθυγάλαζο». Η έγχρωμη ταινία λέγεται ΦΑΣΜΑ

16 Αναζητώντας μια απάντηση στο «γιατί το φως αναλύεται» οδηγήθηκε
σε τρεις ΙΔΕΕΣ. οι θεωρητικές ΙΔΕΕΣ Η πρώτη . Το λευκό φως είναι ΣΥΝΘΕΤΟ. Είναι ένα μίγμα ακτινοβολιών διαφόρων χρωμάτων – κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο, ιώδες – που «συνταξιδεύουν» στο κενό με την ίδια ταχύτητα και συνυπάρχουν.

17 Τη μεγαλύτερη ταχύτητα στο γυαλί
Η δεύτερη. Ενώ στο κενό η ταχύτητα όλων των ακτινοβολιών είναι ίδια, σε οποιοδήποτε άλλο διαφανές μέσο, όπως το γυαλί, κάθε ακτινοβολία-χρώμα έχει διαφορετική ταχύτητα. Τη μεγαλύτερη ταχύτητα στο γυαλί την έχει η κόκκινη

18 Η τρίτη Σε κάθε διάθλαση,
Η τρίτη Σε κάθε διάθλαση, το λευκό φως αναλύεται σε ακτινοβολίες – χρώματα. Απορρέει από τον συνδυασμό του νόμου του Snell με τις δύο προηγούμενες.

19 Όταν το λευκό φως πέφτει στην επιφάνεια του γυαλιού
Με αφετηρία την πειραματική εμπειρία και με βάση τις τρεις αυτές ΙΔΕΕΣ, ο Newton συγκρότησε μια ΘΕΩΡΙΑ στην οποία βασίστηκε και στον νόμο του Snell για τη διάθλαση του φωτός. Όταν το λευκό φως πέφτει στην επιφάνεια του γυαλιού κάθε ακτινοβολία διαθλάται με διαφορετικό τρόπο διότι υπακούει στον νόμο ημπ/ημδ = c0/c και η διαφορετική της ταχύτητα στο γυαλί συνεπάγεται διαφορετική γωνία διάθλασης.

20 Όταν το λευκό φως πέφτει στην πρώτη επιφάνεια του πρίσματος,
για κάθε ακτινοβολία η γωνία διάθλασης είναι διαφορετική ημπ/ημδ = c0/c Η κόκκινη ακτινοβολία -που έχει τη μεγαλύτερη ταχύτητα στο γυαλί- παρουσιάζει τη μεγαλύτερη γωνία διάθλασης. ημδ = c. ημπ/c0 Η ιώδης παρουσιάζει τη μικρότερη ημπ/ημδ = c0/c

21 Η εργαστηριακή έρευνα δείχνει ότι το κόκκινο εκτρέπεται λιγότερο
από όλα, ενώ περισσότερο εκτρέπεται το ιώδες

22 Κατά το «ταξίδι της» μέσα στο γυαλί κάθε ακτινοβολία διαδίδεται
κατά το «δικό της» μονοπάτι για να διαθλαστεί στη συνέχεια, - χωρίς καμία άλλη ανάλυση - να εξέλθει από το γυαλί και να πέσει στη λευκή οθόνη

23

24

25 Χρώματα Αναλυμένο φως λευκό φως λευκό φως Μια εξαιρετική ιδέα για ενίσχυση της θεωρίας του ήταν η εργαστηριακή επιβεβαίωση για ανασύνθεση του λευκού φωτός με ένα ακόμα ΠΡΙΣΜΑ

26 Τι συμβαίνει με τα ΧΡΩΜΑΤΑ; Τι σχέση έχουν με το ΦΩΣ;

27 Η ιδέα και η αντίστοιχη ΘΕΩΡΙΑ ότι ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΦΩΣ είναι «μίγμα» ακτινοβολιών διαφόρων χρωμάτων οδήγησε τη σκέψη του Newton και σε μια απάντηση στο πανάρχαιο ερώτημα « πως δημιουργείται το ΧΡΩΜΑ κάθε πράγματος;» Όταν το ηλιακό φως πέσει σε αδιαφανές αντικείμενο, το αντικείμενο απορροφά επιλεκτικά ορισμένες μόνο από τις ακτινοβολίες που «συνταξιδεύουν» μέσα στο ηλιακό φως. Οι υπόλοιπες ανακλώνται και μεταφέρουν στο ανθρώπινο μάτι το μήνυμα για το είδος του χρώματος.

28 ο Νεύτων δηλαδή μας είπε ότι
η παπαρούνα υποδέχεται το ηλιακό φως και στην επιφάνειά της ανακλά την κόκκινη κυρίως «συνιστώσα», απορροφώντας όλες τις υπόλοιπες. τρεις αιώνες μετά την έκδοση του «ΟΠΤΙΚΗ» εξακολουθούμε να το αποδεχόμαστε

29 για τον «παππού» Newton το φως είναι ο ελαιοχρωματιστής της φύσης

30 Τι συμβαίνει με το ΑΣΠΡΟ και με το ΜΑΥΡΟ;
Τι λέει γι αυτά ο «παππούς» ; Το απόλυτα ΜΑΥΡΟ είναι μια επιφάνεια η οποία απορροφά ΟΛΕΣ τις ακτινοβολίες-χρώματα που πέφτουν πάνω της Το απόλυτα ΛΕΥΚΟ είναι μια επιφάνεια η οποία ανακλά ΟΛΕΣ τις ακτινοβολίες-χρώματα που πέφτουν πάνω της Κατάλαβα . Γι αυτό καλοκαίρι αποφεύγουμε τα μαύρα ρούχα. Το μαύρο τα απορροφά όλα και μας ζεσταίνει περισσότερο, ενώ με τα άσπρα ρούχα συμβαίνει το αντίθετο Ακριβώς. Γι αυτό και τα περισσότερο σπίτια στη Σίφνο είναι βαμμένα στο λευκό. Και στη Σαντορίνη επίσης

31 το ΧΡΩΜΑ του ΟΥΡΑΝΟΥ

32 Το ΓΑΛΑΖΙΟ του ΟΥΡΑΝΟΥ. Γιατί «βάφεται» ο ουρανός με αυτό το χρώμα ; Τι πρέπει να ξέρω για να το μπορώ να το εξηγώ ; Ήταν ένα από τα πανάρχαια αναπάντητα ερωτήματα των ανθρώπων Απαντήθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Άγγλο λόρδο Rayleigh- Ρέιλι Σύμφωνα με τη δική του απάντηση αυτό που συμβαίνει όταν το ηλιακό φως διασχίζει την ατμόσφαιρα είναι το φαινόμενο ΣΚΕΔΑΣΜΟΣ (ΔΙΑΧΥΣΗ) του φωτός στα μόρια του αζώτου και του οξυγόνου του αέρα. Η πρότασή του, η οποία αργότερα θα υιοθετηθεί και θα αναφέρεται ως ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΡέΙΛΙ, υποστηρίζει ότι «κατά την πρόσπτωση ακτινοβολίας σε συγκεκριμένο μόριο η ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας εξαρτάται από το ΧΡΩΜΑ της ακτινοβολίας.

33 Η ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας αυξάνεται
από το κόκκινο προς το ιώδες, με τη σειρά που εμφανίζονται οι ακτινοβολίες χρώματα στο φάσμα

34 τέσσερεις έως πέντε φορές περισσότερο από το κόκκινο.
Στο ηλιακό φως που διασχίζει την ατμόσφαιρα συμμετέχουν όλες οι ακτινοβολίες αλλά το γαλάζιο σκεδάζεται δυόμιση περίπου φορές περισσότερο από το πράσινο και τέσσερεις έως πέντε φορές περισσότερο από το κόκκινο. Το γαλάζιο χρώμα του ουρανού είναι η συνέπεια της πολύ εντονότερης διάχυσης την οποία υφίσταται η γαλάζια «συνιστώσα» του ηλιακού φωτός σε σχέση με την κόκκινη , την πορτοκαλί την κίτρινη και την πράσινη

35 Με τον ίδιο νόμο μπορεί κανείς να σώσει μια ερμηνεία και στο ερώτημα
« γιατί αυτό το χρώμα στο ηλιοβασίλεμα; »

36 Τόσο κατά την ανατολή του ηλίου όσο και κατά τη δύση
Το φως το μεσημέρι Το φως το σούρουπο Τόσο κατά την ανατολή του ηλίου όσο και κατά τη δύση η διαδρομή του φωτός στην ατμόσφαιρα Ατμόσφαιρα είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη κατά το μεσημέρι Πλανήτης Γη

37 ( ιώδης, γαλάζια, πράσινη) «ξοδεύονται» και βάφουν τον ουρανό γαλάζιο.
Τόσο μεγαλύτερη που οι συνιστώσες της ηλιακού φωτός οι οποίες σκεδάζονται περισσότερο ( ιώδης, γαλάζια, πράσινη) «ξοδεύονται» και βάφουν τον ουρανό γαλάζιο. οπότε αυτό που φθάνει στα μάτια του παρατηρητή είναι το εξαιρετικό εκείνο πορτοκαλοκόκκινο.

38 το ΟΥΡΑΝΙΟ ΤΟΞΟ Η ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ
και η ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

39 Το ΟΥΡΑΝΙΟ ΤΟΞΟ. Ομολογώ ότι με γοητεύει. Το βρίσκω θαυμάσιο
Το ΟΥΡΑΝΙΟ ΤΟΞΟ. Ομολογώ ότι με γοητεύει . Το βρίσκω θαυμάσιο . Τι πρέπει να ξέρω για να το μπορώ να το εξηγώ ; Δεν είναι τόσο εύκολο. Ας δούμε ποια η διαδρομή μιας μονοχρωματικής φωτεινής ακτίνας, ας πούμε μιας πράσινης ακτίνας όταν πέσει σε μια διάφανη ΣΦΑΙΡΑ με δείκτη διάθλασης 1,337, άρα με ορική γωνία 48,40. Η κάθετος στην επιφάνεια μιας σφαίρας είναι μια ευθεία που κατευθύνεται στο κέντρο της 600 Ας πούμε ότι πέφτει με γωνία 6Ο0. Κατά ένα μέρος ανακλάται και κατά ένα μέρος ΔΙΑΘΛΑΤΑΙ με γωνία θ1 = 40, 370. θ1 θ2 θ3 Ας παρακολουθήσουμε την ποσότητα που διαθλάστηκε. Ταξιδεύει μέσα στη σφαίρα και πέφτει στη διαχωριστική επιφάνεια με γωνία και πάλι – σύμφωνα με τη Γεωμετρία- ίση με θ2 = 40, 370 , οπότε κατά ένα μέρος ΑΝΑΚΛΑΤΑΙ και κατά ένα μέρος διαθλάται θ4 Όχι βέβαια. Η γωνία πρόσπτωσης είναι μικρότερη από την ορική γωνία. 600 Ας παρακολουθήσουμε την ανακλώμενη. Συνεχίζει να ταξιδεύει μέσα στη σφαίρα και πέφτει στη διαχωριστική επιφάνεια με γωνία και πάλι ίση με θ4 = 40, 370 , οπότε κατά ένα μέρος ανακλάται και κατά ένα μέρος ΔΙΑΘΛΑΤΑΙ Δεν θα μπορούσε να συμβεί ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ; Ας παρακολουθήσουμε την ποσότητα που ΔΙΑΘΛΑΣΤΗΚΕ και βγήκε στον αέρα. Η γωνία με την οποία εξέρχεται είναι -σύμφωνα με τον νόμο του Snell - ίση με 600. Πρόσεξα ότι οι γωνίες θ1,θ2,θ3,θ4 είναι ίσιες μεταξύ τους και ότι καθεμιά από αυτές είναι μικρότερη από την ορική γωνία. Επίσης η συνολική «στροφή» της πράσινης ακτίνας είναι περίπου 138,50.

40 μια φωτεινή ηλιακή ακτίνα προσπίπτει σε μία μετέωρη σταγόνα βροχής
την οποία θεωρούμε σφαιρική 600 λαμβάνει χώρα ανάκλαση και διάθλαση θερ θερ αδιαφορούμε για την ανακλώμενη και ενδιαφερόμαστε για τη διαθλώμενη. Κατά τη διάθλαση συμβαίνει και ανάλυση του φωτός . Παρατηρούμε μια ακτίνα ερυθρού φωτός για την οποία η γωνία διάθλασης είναι έστω θερ . θερ θερ Διαδίδεται μέσα στο νερό της σταγόνας και προσπίπτει στη σφαιρική επιφάνεια υπό γωνία ίση με θερ, οπότε εν μέρει διαθλάται και εν μέρει ανακλάται. Αδιαφορούμε για την ανακλώμενη και ενδιαφερόμαστε για τη διαθλώμενη μονοχρωματική ακτίνα ερυθράς ακτινοβολίας , η οποία εξέρχεται από τη σταγόνα . Μπορούμε να υπολογίσουμε αν η αρχική γωνία πρόσπτωσης είναι 600 , η συνολική της εκτροπή θα είναι Αγνοούμε τη διαθλώμενη και ενδιαφερόμαστε για την ανακλώμενη ακτίνα ερυθρού φωτός η οποία διαδιδόμενη στο νερό προσπίπτει υπό γωνία - λόγω της Γεωμετρίας και πάλι ίση με θερ - στη σφαιρική επιφάνεια, οπότε και πάλι εν μέρει διαθλάται και εν μέρει ανακλάται .

41 Το αντίστοιχο φως φθάνει σε ανθρώπινο μάτι
Ενδιαφερόμαστε με ανάλογο τρόπο για τη διαδρομή της γαλάζιας ακτινοβολίας κατά την πρόσπτωση υπό γωνία περίπου θ1 = 600 και διαπιστώνουμε θεωρητικά ότι εξέρχεται από τη σταγόνα με συνολική εκτροπή που υπολογίζεται περίπου ίση με ηλιακό φως Το αντίστοιχο φως φθάνει σε ανθρώπινο μάτι ως μία διαφορετική δέσμη γαλάζιου Ανάλογη διαδρομή έχουν οι άλλες ακτινοβολίες που αντιστοιχούν στα άλλα χρώματα, στο πορτοκαλί, στο κίτρινο, στο πράσινο, στο ιώδες

42 ηλιακό φως

43 Για ένα συγκεκριμένο παρατηρητή
οι σταγόνες που βρίσκονται στην ευθεία που σχηματίζει 420 με την οριζόντια ΠΑ φαίνονται κόκκινες Αν φανταστούμε μία οριζόντια ευθεία ΠΑ στο ύψος που βρίσκεται το μάτι του παρατηρητή καθώς εκείνος κοιτάζει προς το ουράνιο τόξο 420 400 Α Π ενώ εκείνες που βρίσκονται στην ευθεία που σχηματίζει περίπου 400 με την οριζόντια ΠΑ φαίνονται με απόχρωση στο μενεξεδί «μέσα» στη γωνία των 2 μοιρών βρίσκονται οι σταγόνες με αποχρώσεις που αντιστοιχούν στα άλλα χρώματα του φάσματος

44 αν «δούμε την όλη κατάσταση σε χώρο τριών διαστάσεων
θα μπορέσουμε να διακρίνουμε ότι όλες οι ευθείες που σχηματίζουν γωνία 420 με την οριζόντια ΠΑ και καταλήγουν στο μάτι Π του παρατηρητή Π βρίσκονται σε μια ΚΩΝΙΚΗ επιφάνεια με κορυφή το ανθρώπινο μάτι η τομή αυτού του κώνου με ένα κατακόρυφο επίπεδο είναι ένας ΚΥΚΛΟΣ ή μάλλον ένα ΤΟΞΟ που φαίνεται ΚΟΚΚΙΝΟ κάτω από αυτό το κόκκινο τόξο, δημιουργούνται και τα τόξα με τη σειρά πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο και ιώδες

45 ηλιακό φως

46 Σχηματίζεται όμως και ένα δεύτερο, ασθενέστερο, ουράνιο τόξο
Σχηματίζεται όμως και ένα δεύτερο, ασθενέστερο, ουράνιο τόξο στο οποίο τα χρώματα είναι σε αντίθετη διάταξη, κάτω δηλαδή το κόκκινο και ψηλότερα από όλα το μενεξεδί

47 Το δευτερεύον ουράνιο τόξο σχηματίζεται από τις ακτίνες που εξέρχονται μετά από μια ΔΕΥΤΕΡΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ
θ2 θ2 θ2 θ1 θ2 θ2 Σε αυτή την περίπτωση αποδεικνύεται ότι θ2 θ1 Οι εξερχόμενες ερυθρές ακτίνες σχηματίζουν 510 με τον ορίζοντα ενώ οι ιώδεις σχηματίζουν 54,5 0 510 Αυτό σημαίνει ότι ο σταγόνες που φαίνονται κόκκινες είναι κάτω από τις αντίστοιχες ιώδεις

48 οι ΦΑΚΟΙ

49 Μια μεγάλη ανακάλυψη των κατασκευαστών γυαλιού
Ένα κομμάτι ΓΥΑΛΙ επεξεργασμένο έτσι ώστε από τις δύο πλευρές οι επιφάνειες να είναι σφαιρικές .Ο ΦΑΚΟΣ . Μια μεγάλη ανακάλυψη των κατασκευαστών γυαλιού Τους ΦΑΚΟΥΣ τους ανακάλυψαν οι ερευνητές – επιστήμονες ή οι τεχνικοί ; Οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές γυαλιού είχαν φτιάξει ΦΑΚΟΥΣ πριν οι Ολλανδοί ερευνητές διακρίνουν τον νόμο του φαινομένου ΔΙΑΘΛΑΣΗ Για μεγάλο διάστημα οι τεχνίτες εργάστηκαν εμπειρικά χωρίς θεωρία και μέχρις ενός σημείου τα κατάφεραν Ωστόσο οι ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ και η γενικότερη έρευνα για το φως – η ΟΠΤΙΚΗ – συνέβαλαν ιδιαίτερα στο να βελτιωθούν οι φακοί όπως και οι βασιζόμενες σε αυτούς μεγάλες ανακαλύψεις.. . Το ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ, το ΤΗΛΕΣΚΟΠΙΟ είναι ανάμεσα στις ανακαλύψεις που σημάδεψαν την ιστορία της Βιολογίας και της Αστρονομίας όσο καμία άλλη

50 Χάρη στους αποκλίνοντες φακούς μπορούμε και βλέπουμε ΜΑΚΡΙΑ οι εκατομμύρια ΕΜΕΙΣ που έχουμε ΜΥΩΠΙΑ
και στην άλλη όχθη οι μανάδες μας, οι γιαγιάδες μας αλλά και οι μεγαλύτεροι από τους καθηγητές μας, χάρη στους συγκλίνοντες, διάβασαν εφημερίδα και μετά τα σαρανταπέντε, μερικοί απ’ αυτούς έγραψαν και μυθιστορήματα σε μια ηλικία που ήταν αδύνατο να γράψει ένας συνομήλικός τους μέχρι και τον Μεσαίωνα αλλά χάρη σε έναν άλλο αποκλίνοντα τραβήξαμε του κόσμου τις φωτογραφίες, τραβήξαμε σκηνές από τη ζωή μας κρατώντας στο χέρι τη βιντεοκάμερα πού χει καρδιά από γυαλί ενός φακού ακόμα

51 σινεμά με τη μηχανή προβολής κρυμμένη στο καμαράκι
ζήσαμε τα τόσο αναγκαία για τη ζωή μας ταξίδια στις σκοτεινές αίθουσες του σινεμά με τη μηχανή προβολής κρυμμένη στο καμαράκι αλλά και με την κάμερα του οπερατέρ κι αυτή με καρδιά από γυαλί κρυμμένη πίσω από τα γεγονότα

52 βασίζεται η λειτουργία τους ;
Το φως προερχόμενο από τον αέρα Σε ποια ΘΕΩΡΙΑ βασίζεται η λειτουργία τους ; διαθλάται στην πρώτη επιφάνεια, ταξιδεύει μέσα στο γυαλί για να διαθλαστεί στη δεύτερη επιφάνεια Και να ξαναβγεί στον αέρα Τα ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ δηλαδή είναι δύο ΔΙΑΘΛΑΣΕΙΣ του φωτός Ναι αλλά η ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ είναι διαφορετική. Οι νόμοι της διάθλασης σε συνδυασμό με τη Γεωμετρία οδηγούν σε μια ΘΕΩΡΙΑ για τους λεπτούς φακούς Τόσο τους ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ όσο και τους ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ Όπως συμβαίνει και με την ΠΛΑΚΑ ΜΕ ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ ΕΔΡΕΣ αλλά και με το ΠΡΙΣΜΑ ;

53 οπότε, εφόσον βρεθούν στον αέρα, λειτουργούν ως ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ οπότε, εφόσον βρεθούν στον αέρα, λειτουργούν ως ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΜΟΡΦΗ Μετατρέπουν μια κυλινδρική δέσμη φωτός σε συγκλίνουσα. Οι ΦΑΚΟΙ μπορεί να είναι λεπτοί στις άκρες και παχύτεροι στο μέσον, Την ΕΣΤΙΑΖΟΥΝ, έτσι που μπορείς να ανάψεις και φωτιά

54

55 και παχύτεροι στις άκρες
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΜΟΡΦΗ λειτουργούν ως ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ λεπτότεροι στο μέσον και παχύτεροι στις άκρες Μετατρέπουν μία παράλληλη δέσμη φωτός σε αποκλίνουσα

56

57

58 φακοί ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ

59 κάθε ΣΥΓΚΛΙΝΩΝ φακός έχει
κάθε ΕΣΤΙΑ είναι το σημείο στο οποίο εστιάζει μία φωτεινή δέσμη παράλληλη προς τον κύριο άξονα έναν ΚΥΡΙΟ ΑΞΟΝΑ και δύο (κύριες) ΕΣΤΙΕΣ, σε θέσεις συμμετρικές . Ε Ε f η απόσταση κάθε εστίας από τον φακό, η ΕΣΤΙΑΚΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ είναι και το βασικό στοιχείο ταυτότητας του φακού, εφόσον λειτουργεί στον αέρα Κάθε μια από τις επιφάνειες του φακού είναι σφαιρική και έχει ένα γεωμετρικό κέντρο . Η ευθεία των δύο κέντρων λέγεται κύριος άξονας

60 το "ταξιδι'' των φωτεινών ακτίνων
ο ΣΥΓΚΛΙΝΩΝ φακός το "ταξιδι'' των φωτεινών ακτίνων Κάθε φωτεινή ακτίνα διερχόμενη από την κυρία εστία του φακού Κάθε φωτεινή ακτίνα παράλληλη προς τον κύριο άξονα Μετά τις δύο διαθλάσεις στις επιφάνειες του φακού μετά τις δύο διαθλάσεις εξέρχεται παράλληλη προς τον κύριο άξονα κατευθύνεται στην κυρία εστία της άλλης πλευράς Ε Ε Κάθε φωτεινή ακτίνα κατευθυνόμενη στο κέντρο του λεπτού φακού μετά τις δύο διαθλάσεις εξέρχεται με ασήμαντη τροπή παράλληλη μετατόπιση και χωρίς εκτροπή

61 και το ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ είδωλο
ο ΣΥΓΚΛΙΝΩΝ φακός το ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ είδωλο μπορούμε να το δούμε με την προβολή του σε μία οθόνη και το ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ είδωλο Φωτεινή ακτίνα προερχόμενη από την κορυφή Α του αντικειμένου και παράλληλη προς τον κύριο άξονα Α ANTIKEIMENO Β΄ Β Ε Ε Φωτεινή ακτίνα προερχόμενη από την κορυφή Α του αντικειμένου κατευθυνόμενη προς το κέντρο του φακού απ όπου θα περάσει ουσιαστικά χωρίς διάθλαση πραγματικό ΕΙΔΩΛΟ του ΑΒ Α΄ εφόσον το ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ βρίσκεται μακρύτερα από την κυρία εστία ΕΙΔΩΛΟ του Α το ΕΙΔΩΛΟ είναι πάντα ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ και αντεστραμμένο

62 ο ΣΥΓΚΛΙΝΩΝ φακός και το είδωλο ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΟ και πάντα ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ
"κοντά" στο αντικείμενο Α΄ Η φωτεινή δέσμη που εκπέμπεται από το Α μετά τις δύο διαθλάσεις μετατρέπεται σε δέσμη που φθάνει στο μάτι και φαίνεται να προέρχεται από το Α’ . φανταστικό ΕΙΔΩΛΟ του ΑΒ Α Το Α΄ είναι το ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΟ είδωλο του Α . Ε Β Ε Β΄ «κοντά» ; πόσο κοντά ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΟ είδωλο είναι αυτό που βλέπουμε ΠΙΣΩ από τον φακό σε απόσταση μικρότερη από την εστιακή

63 μικρότερη από την εστιακή
το ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΟ είδωλο που δίνει ο συγκλίνων φακός είναι πάντα ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ από το αντικείμενο αρκεί το αντικείμενο να πλησιάσει σε απόσταση μικρότερη από την εστιακή οι συγκλίνοντες φακοί μεγεθύνουν

64

65

66 επιστημονικό ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ
Ο Λέβενχουκ βασιζόμενος στον μεγεθυντικό φακό που χρησιμοποιούσαν οι υφαντουργοί για να εξετάζουν την ποιότητα των υφασμάτων κατασκεύασε το πρώτο επιστημονικό ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ με το οποίοι ο άνθρωπος θα εξερευνούσε έναν καινούριο κόσμο, τον κόσμο των μικροβίων σε μια σταγόνα νερό Ήταν Ολλανδία και 17ος αιώνας

67

68 θα μπορούσε να μας οδηγήσει στο να βλέπουμε μακριά
Ένας κατάλληλος συνδυασμός φακών σκέφτηκαν οι Ολλανδοί και ανακάλυψαν το ΤΗΛΕΣΚΟΠΙΟ Ήταν έτος 1609 Το έμαθε ο Γαλιλαίος, έφτιαξε ένα «δικό του» και το ΕΣΤΡΕΨΕ ΣΤΟΝ ΟΥΡΑΝΟ ήταν Ιανουάριος του 1610

69

70 διαθλαστικό τηλεσκόπιο
αντικειμενικός φακός προσοφθάλμιος φακός Εστία του προσοφθάλμιου Εστία του αντικειμενικού Ε Ε είδωλο από τη διάθλαση στον αντικειμενικό φανταστικό είδωλο από τη διάθλαση στον προσοφθάλμιο διαθλαστικό τηλεσκόπιο

71 Και βέβαια αναλύεται εφόσον ο φακός είναι από συνηθισμένο γυαλί
Ναι αλλά με τη διάθλαση στις επιφάνειες του φακού το ηλιακό φως δεν ΑΝΑΛΥΕΤΑΙ ; Και βέβαια αναλύεται εφόσον ο φακός είναι από συνηθισμένο γυαλί Γι αυτό και για να φτιάξουν φακούς χωρίς «χρωματική εκτροπή» απαιτείται ειδική τεχνολογία με ειδικούς συνδυασμούς υλικών με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης

72 φακοί ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ

73 ΑΠΟΚΛΙΝΩΝ φακός έναν ΚΥΡΙΟ ΑΞΟΝΑ και δύο (κύριες) ΕΣΤΙΕΣ,
η απόσταση κάθε εστίας από τον φακό, η ΕΣΤΙΑΚΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ f είναι και το βασικό στοιχείο ταυτότητας του φακού, εφόσον λειτουργεί στον αέρα Κάθε ΑΠΟΚΛΙΝΩΝ φακός έχει έναν ΚΥΡΙΟ ΑΞΟΝΑ και δύο (κύριες) ΕΣΤΙΕΣ, σε θέσεις συμμετρικές Ε Ε f Κάθε μια από τις επιφάνειες του αποκλίνοντος φακού είναι σφαιρική και έχει ένα γεωμετρικό κέντρο . Η ευθεία των δύο κέντρων λέγεται κύριος άξονας Αν πέσει στο αποκλίνοντα φακό μια φωτεινή δέσμη παράλληλη προς τον κύριο άξονα δημιουργείται αποκλίνουσα δέσμη προερχόμενη από ένα συγκεκριμένο σημείο E του άξονα. Το σημείο αυτό λέγεται ΕΣΤΙΑ του αποκλίνοντος φακού

74 ο ΑΠΟΚΛΙΝΩΝ φακός το "ταξιδι'' των φωτεινών ακτίνων
Κάθε φωτεινή ακτίνα παράλληλη προς τον κύριο άξονα Μετά τις δύο διαθλάσεις στις επιφάνειες του φακού Έχει τέτοια κατεύθυνση ώστε η προέκτασή της να δείχνει ότι προέρχεται από την κυρία εστία Ε Ε Κάθε φωτεινή ακτίνα κατευθυνόμενη στο κέντρο του λεπτού φακού μετά τις δύο διαθλάσεις εξέρχεται με ασήμαντη τροπή παράλληλη μετατόπιση και χωρίς εκτροπή

75 δίνει μόνο ο ΑΠΟΚΛΙΝΩΝ φακός ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΑ ειδωλα στον αποκλίνοντα φακό
μετά τις δύο διαθλάσεις στο φακό η πορεία της είναι τέτοια ώστε να φαίνεται ότι προέρχεται από την κυρία εστία Φωτεινή ακτίνα προερχόμενη από την κορυφή Α του αντικειμένου και παράλληλη προς τον κύριο άξονα Α Α΄ B B΄ Ε Ε φανταστικό ΕΙΔΩΛΟ του ΑΒ Φωτεινή ακτίνα προερχόμενη από την κορυφή Α του αντικειμένου κατευθυνόμενη προς το κέντρο του φακού απ όπου θα περάσει ουσιαστικά χωρίς διάθλαση στον αποκλίνοντα φακό το είδωλο είναι πάντα ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ από το αντικείμενο Η φωτεινή δέσμη που εκπέμπεται από το Α μετά τις δύο διαθλάσεις μετατρέπεται σε δέσμη που φθάνει στο μάτι και φαίνεται να προέρχεται από το Α’. Το Α΄ είναι το φανταστικό είδωλο του Α ο αποκλίνων φακός «φέρνει» το είδωλο πιο κοντά

76

77 φακοί ΣΤΑ ΜΑΤΙΑ ΜΑΣ

78 ο φακός του ματιού, ένας φακός συγκλίνων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ οφθαλμός.
ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ οφθαλμός. Μετά τη διάθλαση στον φακό του ματιού η φωτεινή δέσμη εστιάζει στον αμφιβληστροειδή ΑΣΤΙΓΜΑΤΙΣΜΟΣ η φωτεινή δέσμη δεν εστιάζει καλά ΜΥΩΠΙΑ η φωτεινή δέσμη εστιάζει αλλά ΠΡΙΝ από τον αμφιβληστροειδή

79 εστίαση πριν από τον αμφιβληστροειδή
ίρις εστίαση πριν από τον αμφιβληστροειδή το μάτι του μύωπα ο συγκλίνων φακός του ματιού αμφιβληστροειδής εστίαση στον αμφιβληστροειδή η διόρθωση με τον αποκλίνοντα φακό ο αποκλίνων φακός των «γυαλιών»

80 γυαλιά μυωπίας ένας γυάλινος αποκλίνων διορθώνει τις αδυναμίες του ανθρώπινου συγκλίνοντος

81 o Κωνσταντίνος Καβάφης, ο Wassily Kandinsky, o Max Planck
ο Ludwig Boltzmann o Heinrich Ibsen, o Κωνσταντίνος Καβάφης, ο Wassily Kandinsky, o Max Planck o Erwin Schrödinger, o Murray Gellmann, o Herbie Hancock, και βέβαια ο Woody Allen όλοι τους μύωπες που ευνοήθηκαν από τους αποκλίνοντες φακούς

82 Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας
users.sch.gr/kassetas